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Encienden la pantalla de un iPad a través del cerebro de una rata

Importante avance en el diseño de interfaces cerebro-máquina


Investigadores de Sevilla y Barcelona han conseguido encender la pantalla de un iPad utilizando un patrón funcional del cerebro de una rata. El patrón seleccionado está relacionado con procesos cognitivos, lo que supone un importante avance en el diseño de interfaces cerebro-máquina.




La rata toca el estímulo táctil que aparece en la pantalla del iPad. El estímulo se genera mediante un patrón cerebral cognitivo de la rata. Foto: División de Neurociencias (UPO) y Neuro-Com (UAB).
La rata toca el estímulo táctil que aparece en la pantalla del iPad. El estímulo se genera mediante un patrón cerebral cognitivo de la rata. Foto: División de Neurociencias (UPO) y Neuro-Com (UAB).
Investigadores de la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla y de la Universidad Autónoma de Barcelona han identificado un patrón funcional cerebral de las ratas asociado a comportamientos cognitivos que es capaz de activar la pantalla de un iPad.

El resultado tiene posible aplicación en interfaces cerebro-máquina para facilitar la comunicación de personas con dificultades físicas. La investigación se ha publicado en la revista The Journal of Neuroscience.

En esta investigación los autores trabajaron con señales cerebrales eléctricas que permiten activar la presentación de estímulos en la pantalla táctil de un iPad.

A su vez, los animales experimentales deben tocar dichos estímulos presentados en el iPad para obtener una recompensa y realizar, de este modo, correctamente la tarea.

Uno de los resultados más interesantes de esta investigación es que las ratas aprendieron a aumentar la frecuencia del patrón de actividad neuronal seleccionado a lo largo de las sucesivas sesiones experimentales, con el fin de obtener la recompensa.

Los autores del trabajo demuestran también que el patrón seleccionado está relacionado con procesos cognitivos y no con actividades motoras o comportamentales, lo que significa un importante avance en el diseño de interfaces cerebro-máquina.

Otro resultado de interés es que el patrón cerebral seleccionado no modificó sus propiedades funcionales tras ser usado como activador de un aprendizaje asociativo.

Gráfica del experimento. UPO-UAB
Gráfica del experimento. UPO-UAB
Patrón oscilatorio

Así pues, la corteza prefrontal (un área cerebral particularmente relacionada con procesos y estados mentales) tiene la capacidad de producir un patrón oscilatorio que las ratas pueden generar para controlar su entorno.

Desde el punto de vista de la investigación, es beneficioso utilizar las conclusiones de este trabajo para avanzar en el área, cada vez más real, de las interacciones entre los cerebros y las máquinas.

El uso de la actividad neural cortical para tareas de condicionamiento operante se realiza desde hace décadas, aunque en este caso se utiliza un dispositivo patentado por los autores. El dispositivo permite la activación de cualquier instrumento del entorno a partir de señales eléctricas cerebrales específicas seleccionadas a voluntad.

Referencia

A cognition-related neural oscillation pattern, generated in the prelimbic cortex, can control operant learning in rats. Journal of Neuroscience 23 May 2017, 3651-16; DOI:https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.3651-16.2017. 

Miércoles, 14 de Junio 2017
UAB/T21
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