Tendencias21
Consiguen que una prótesis robotizada se active por impulsos cerebrales

Consiguen que una prótesis robotizada se active por impulsos cerebrales

Científicos de la Universidad de Duke han conseguido que un miembro robotizado reaccione a estímulos mentales. El experimento ha funcionado exitosamente con un mono, así como ha permitido a un ratón controlar un distribuidor de agua con tan sólo pensar en ella. Los científicos esperan con esta tecnología que los minusválidos puedan dirigir sus sillas de ruedas únicamente con el pensamiento. Por Eduardo Martínez.

Consiguen que una prótesis robotizada se active por impulsos cerebrales

Científicos norteamericanos han conseguido crear un interfaz capaz de controlar elementos mecánicos a través de la mente. Han insertado sensores en el cerebro de un animal y a continuación han registrado las señales emitidas por algunas neuronas.

Luego han descifrado las informaciones cerebrales y finalmente han producido una señal capaz de provocar un movimiento mecánico, una especie de reacción al mandato cerebral. Es algo así como convertir un brazo mecánico en una parte del cuerpo, ya que la neuroprótesis reacciona siguiendo órdenes nerviosas como si fuera un brazo natural.

El experimento ha funcionado exitosamente con un mono, así como ha permitido a un ratón controlar un distribuidor de agua con tan sólo pensar en ella. Los científicos esperan con esta tecnología que los minusválidos puedan dirigir sus sillas de ruedas únicamente con el pensamiento.

En los dos últimos años han comprobado que las neuronas implicadas en un movimiento corporal no son miles, sino cientos, y sospechan que la elasticidad del cerebro puede llegar a asimilar un miembro artificial como si fuera uno natural.

El experimento del 2000

Aunque desde los años ochenta se trabaja en estas conexiones entre el cerebro y la máquina, hace dos años se produjo un experimento que dio un impulso considerable a las investigaciones.

El experimento, realizado con dos monos a los que se les implantó directamente en el cerebro un total de 96 electrodos, cada uno de ellos con un diámetro inferior al de un cabello humano, empleó una técnica de lectura multineuronal, desarrollada por John Chapin y Miguel Nicolelis.

Esta técnica permite registrar la actividad de un gran número de neuronas individuales, y después combinar su información utilizando un algoritmo especial de ordenador.

Los electrodos fueron colocados en múltiples regiones del córtex cerebral de los monos, incluyendo la zona que se responsabiliza del control de los movimientos. Los científicos registraron la información suministrada por dichos electrodos durante el proceso de aprendizaje de los animales.

Reacción a través de Internet

Estos animales aprendieron a realizar diferentes tareas, incluyendo la obtención de pequeños pedazos de comida mediante movimientos concretos de sus manos.

Después de muchas repeticiones, un ordenador analizó las señales cerebrales para determinar si era posible predecir la trayectoria de la mano del mono. Las primeras conclusiones sugirieron que el cerebro emplea grandes poblaciones de neuronas distribuidas a lo largo de diversas áreas para dar forma al comportamiento, aunque posteriormente se ha comprobado que estas neuronas implicadas pueden reducirse a cientos y no a miles a la hora de conseguir un impulso electrónico artificial.

Una vez determinado que se puede predecir la trayectoria de una mano a partir de los patrones de señales cerebrales, se usaron estos patrones para mover un brazo robótico a distancia y en tres dimensiones.

El experimento tuvo un gran éxito y no se vio afectado por los posible retrasos incurridos por la transmisión vía Internet. Así, mientras el mono cogía su alimento, a 1.000 kilómetros de distancia un brazo robótico reproducía la acción haciendo lo propio con total fidelidad.

Ayuda médica

Desde entonces, los protagonistas de aquella experiencia, tal como explican en Scientific American, han avanzado en conocimientos de neurociencia, informática, microelectrónica y robótica para crear modelos de interfaz que sean útiles para ratas, monos y eventualmente personas, de tal forma que puedan controlar máquinas mecánicas y electrónicas únicamente a través del pensamiento.

Uno de los resultados obtenidos es que el mono puede aprender a no usar sus manos para conseguir comida si puede obtenerla mediante un brazo robot activado por impulsos cerebrales, lo que abre nuevas perspectivas a las aplicaciones médicas de estos descubrimientos.

El objetivo de estos trabajos es ayudar a una persona paralizada por un desorden neurológico o por una herida de la médula espinal, para que pueda controlar su silla de ruedas o un miembro robótico sólo con su mente.

Quizás más adelante, estas investigaciones ayuden también a recuperar el control de un brazo natural o de una pierna dañada, con la ayuda de la comunicación sin hilos entre electrodos implantados en el cerebro y el miembro afectado Este avance podría conducir a la fabricación de dispositivos capaces de restaurar o aumentar las capacidades motoras, determinadas funciones sensoriales e incluso cognitivas.

Neuroprótesis

Y aunque en el futuro podrán repararse neuronas o células, de momento las neuroprótesis son la opción más próxima para recuperar funciones motoras. Por ello, las investigaciones desarrolladas este verano, como continuación de las de hace dos años, han permitido avanzar notablemente en esa dirección.

Una de las novedades más importantes de las últimas investigaciones se refiere a la complejidad del funcionamiento cerebral y a los indicios de que el cerebro podría llegar en determinado momento a aceptar una prótesis como un miembro natural.

Las investigaciones prosiguen en el perfeccionamiento de los implantes electrónicos y en el conocimiento de las neuronas implicadas en un movimiento, ya que para conseguir el 95% del movimiento de una mano basta con emular electrónicamente entre 500 y 700 neuronas, lo que ayuda a perfeccionar los dispositivos y su eficacia.

Eduardo Martínez de la Fe

Eduardo Martínez de la Fe, periodista científico, es el Editor de Tendencias21.

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Descubren al delfín de río más grande de la historia 23 marzo, 2024
    Un equipo de científicos ha descubierto en la Amazonía peruana los fósiles del delfín de río más grande de la Tierra. Era un pariente cercano de los delfines asiáticos y no de los delfines amazónicos que hoy habitan las aguas dulces de América del Sur.
    N+1/T21
  • Detectan emisiones de radio similares a auroras sobre las manchas solares 22 marzo, 2024
    Los astrónomos han observado explosiones de radio duraderas similares a auroras sobre una mancha solar: el descubrimiento podría ayudarnos a comprender mejor al Sol, así como facilitar la identificación de estrellas distantes que producen emisiones de radio similares.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren un material que se hace más fuerte con cada golpe 22 marzo, 2024
    Un nuevo material elástico presenta una increíble "durabilidad adaptativa": cada vez que se cae o se golpea, su fuerza se incrementa y se vuelve más difícil de romper. Podría ser de gran utilidad en futuros dispositivos electrónicos como nuevos teléfonos móviles, relojes inteligentes o tabletas, que están continuamente expuestos a todo tipo de golpes. Además, […]
    Pablo Javier Piacente
  • El Arco de Gibraltar está migrando desde el Mediterráneo hacia el Atlántico 22 marzo, 2024
    Una zona de subducción que se origina en el Mediterráneo occidental se está moviendo desde la región franco-española hacia el sur. Actualmente está a la altura de la frontera entre España y Portugal y se propaga hacia el Atlántico bajo el Estrecho de Gibraltar.
    JGU/T21
  • Antiguas canoas revelan cómo los marinos del Neolítico surcaron el Mediterráneo 21 marzo, 2024
    Una nueva investigación liderada por Juan Gibaja, del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas (CSIC) de España, y publicada recientemente en la revista PLOS One, arroja luz sobre las primeras embarcaciones neolíticas en el Mediterráneo: las excavaciones en el pueblo de agricultores de la Edad de Piedra de La Marmotta, en Italia, han permitido recuperar cinco […]
    Pablo Javier Piacente
  • En los próximos meses, una "nueva estrella" iluminará el cielo nocturno 21 marzo, 2024
    Los científicos de la NASA han informado que durante este año el sistema estelar T Coronae Borealis podrá verse a simple vista en el cielo nocturno, luego de una violenta explosión cósmica que tendrá lugar en algún momento en los próximos seis meses. La “nueva estrella” en el cielo podrá apreciarse sin la ayuda de […]
    Pablo Javier Piacente
  • La Antártida puede perder su neutralidad y su actividad exclusivamente científica 21 marzo, 2024
    El cambio climático y la creciente demanda de recursos está sacudiendo de la Antártida como continente neutral y exclusivamente científico. La rivalidad entre potencias ha comenzado a hacerse presente en las costas antárticas.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Los primeros recuerdos son solo reconstrucciones mentales 21 marzo, 2024
    Lejos de ser grabaciones fidedignas de la realidad, los primeros recuerdos son más bien un mosaico compuesto por experiencias reales, narrativas familiares y reconstrucciones mentales. A medida que crecemos, este mosaico se enriquece y se transforma, pero los fragmentos de nuestra primera infancia permanecen, en gran medida, como piezas imaginadas en un rompecabezas de la […]
    Redacción T21
  • Los vínculos sociales alinean a las personas en la misma longitud de onda 20 marzo, 2024
    El vínculo social mejora el intercambio de información y sincroniza las actividades cerebrales entre el líder de un grupo y sus seguidores, colocando a todo el grupo en la misma longitud de onda cerebral, según un nuevo estudio de sincronización neuronal.
    Pablo Javier Piacente
  • Partículas desconocidas de energía oscura serían la fuerza impulsora detrás de la expansión del Universo 20 marzo, 2024
    Una nueva investigación teórica sugiere que la misteriosa energía oscura estaría compuesta por "no partículas" y podría estar ligada a la expansión del cosmos, "separando" lentamente al Universo. Esto explicaría por qué los científicos no logran comprender aún en profundidad cómo el Universo se expande de forma cada vez más acelerada. También revelaría la causa […]
    Pablo Javier Piacente