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Recuperar la función cerebral perdida
¿Cómo se hace una prótesis cerebral electrónica que pueda restaurar la capacidad de una persona para formar recuerdos a largo plazo? Experimentos recientes de Theodore Berger y sus colegas, incluido Sam Deadwyler en el Centro Médico Bautista Wake Forest en Winston-Salem, Carolina del Norte, e investigadores de la Universidad de Kentucky en Lexington, han comenzado a describir cómo podría hacerse.
El año pasado, el equipo demostró que un implante que registra la actividad de un conjunto de neuronas y dirige la actividad de otro puede reemplazar la función cerebral perdida en los monos. Los investigadores utilizaron una serie de electrodos para medir la actividad eléctrica de las neuronas en la corteza prefrontal de los animales, una región del cerebro involucrada en la toma de decisiones que dirige muchos tipos de respuestas cognitivas asociadas con la memoria. Se entrenó a cinco monos para realizar una tarea de memoria en la que se les mostraba una imagen en una pantalla y luego tenían que usar movimientos de la mano para dirigir el cursor hacia esa imagen cuando posteriormente se les mostró una colección de imágenes prediseñadas.
La actividad neuronal de los monos se registró mediante un diminuto dispositivo electrónico encerrado en cerámica y se transmitió a una computadora externa. En la primera parte del experimento, los investigadores analizaron la actividad cerebral que habían registrado en la corteza. Pero luego vino la parte difícil. La memoria se forma cuando un conjunto de neuronas procesa las señales de otro conjunto, pero ¿cómo se puede replicar este procesamiento en un dispositivo electrónico? Primero, debes averiguar el código que está usando el cerebro. A partir de las grabaciones iniciales, el equipo de investigación pudo extrapolar lo que se llama un modelo MIMO, abreviatura de multi-input / multi-output. Este tipo de modelo matemático puede caracterizar los patrones de disparo neuronal detectados por el implante de electrodo y, después de procesar los patrones, escupir las señales que instruyen a otras neuronas para que formen la memoria apropiada.
Para demostrar que su modelo funcionaba, los investigadores les dieron cocaína a los monos. Los monos adictos a la cocaína tenían problemas para recordar la imagen correcta. Pero con el implante en su lugar y el modelo MIMO traduciendo las señales entrantes y retroalimentando los datos a otro conjunto de neuronas, pudieron seleccionar la imagen correcta con la misma fiabilidad que de costumbre, si no un poco más.
Pero, ¿cómo podría un médico reemplazar una función cerebral, como la capacidad de formar recuerdos a largo plazo, que alguien ya había perdido? En ese caso, no sería posible simplemente imitar un ejemplo anterior de cómo funcionaba el cerebro del individuo y duplicarlo en el dispositivo electrónico. Sin embargo, el trabajo preliminar sugiere que una grabación del cerebro de una persona sana podría usarse en los heridos o enfermos. Hemos registrado de varios roedores y pudimos derivar un modelo genérico para ciertos tipos de procesamiento, dice Deadwyler. El equipo de investigación deberá ver si se aplican las mismas reglas a los primates. Si lo hacen, podría significar que un modelo MIMO podría usarse para formar un patrón genérico que se asemejaría al tipo de procesamiento que la mayoría de nosotros hacemos con respecto a ciertos tipos de tareas, dice Deadwyler.