La implantación cerebral le da un toque robótico

Acercarse / El robot está en acción.

Centro médico de la Universidad de Pittsburgh

Se muestra uno de los ejemplos más impactantes de la promesa de los implantes cerebrales video La tecnología es simplemente impresionante, pero la alegría en la cara del participante cuando bebe por primera vez en una década realmente demuestra lo poderosa que puede ser esta tecnología.

Aunque todavía estamos a décadas del uso generalizado de implantes, existen signos continuos de progreso para hacer que los implantes sean más efectivos. La semana pasada vimos un implante nervioso que podría convertir la escritura imaginaria en texto realEsta semana, la comunidad de investigadores localizó un robot controlado por implantes que envía retroalimentación sensorial a un usuario a través de un segundo implante.

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Cuando vamos a recoger un objeto, lo encontramos principalmente a través de la vista. Hay otros sentidos a partir de ahí. Las personas tienen un sentido de pertenencia que nos ayuda a saber dónde están las partes de nuestro cuerpo, incluso cuando no son visibles. La sensación del tacto nos dice cuándo hemos hecho contacto con un objeto, և la sensación de presión nos da una idea de la firmeza con que sujetamos el objeto. El sistema visual se vuelve rápidamente secundario al proceso.

Pero para las primeras armas robóticas, el sistema visual era lo que necesitábamos para seguir funcionando. Los usuarios tenían que rastrear visualmente cuando se desplazaban, y tenían que apreciarlo cuando sostenían el objeto firmemente con solo mirarlo. Aunque mejora el trazo, no es particularmente intuitivo. También requiere un entrenamiento extenso y requiere la atención completa del usuario del brazo. Agregar algunos otros significados traería beneficios obvios.

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Aunque la percepción de propiedad es bastante difícil de reconstruir, los sentidos del tacto y la presión son mucho más claros. Los primeros intentos de retroalimentación de la presión táctil proporcionaron una sensación en la piel. El sistema requirió un entrenamiento extenso para traducir la información sobre la presión ejercida por los dedos robóticos para traducir cualquier sensación del usuario.

Pero desde entonces hemos tenido una mejor idea de las áreas del cerebro que procesan la información que les envían las células nerviosas sensoriales de la mano. Para el nuevo estudio, el equipo colocó dos masas de electrodos en una parte del cerebro que maneja especialmente la información de la piel. La activación de estos electrodos, 32 de los cuales en total, hizo que algo interactuara con las palmas.

Nuevas (viejas) sensaciones

El estudio, que sufrió un derrame cerebral debajo del cuello, monitoreó al robot durante casi dos años usando implantes cerebrales mientras controlaba su motor cerebral. Podía usarlo con éxito, incluso sin ninguna sensación. Sin embargo, para los nuevos experimentos, el equipo de investigación reemplazó las pruebas, que tenían pruebas adicionales de respuesta tangible, en las que el sistema estaba apagado. La mayoría de las pruebas consistieron en atrapar objetos de diferentes caballos, moverlos a algún lugar y arrojarlos.

Numerosas pruebas individuales han mostrado un patrón similar. La sensación del tacto ha mejorado dramáticamente. El tiempo medio de finalización de la secuencia de recogida / descenso disminuyó en todos los casos, y la diferencia entre ellos fue estadísticamente significativa. En otras palabras, cuando un participante debía completar nueve tareas con el sistema apagado, podía completar más de una docena de tareas en el sistema activo.

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Aunque se mejoraron todos los aspectos de la tarea, el estímulo más significativo se produjo en el proceso de percepción del objeto. El tiempo entre que el participante se comunica con el objeto y el objeto que se levanta sobre la mesa se redujo en dos tercios cuando la retroalimentación táctil estaba activada. Cuando el sistema estaba apagado, el participante pasó más tiempo ajustando el brazo para asegurar un agarre firme antes de moverse.

Al igual que con el sistema de mecanografía basado en implantes cerebrales la semana pasada, este estudio solo tuvo un participante, por lo que debemos confirmar que el sistema funciona de manera más general antes de emocionarnos demasiado. Pero no hay razón para sorprenderse con los resultados. Aunque no siempre somos conscientes de ellos, el tacto y la presión juegan un papel importante en todo lo que hacemos con nuestras manos. Al apuntar a la parte derecha del cerebro, el implante utiliza sistemas que el cerebro ya tiene para controlar este tipo de información sensorial.

En general, el trabajo cumple la promesa de estos implantes, el trabajo que tenemos que hacer. Incluso este tipo de sistema inicial probablemente ayude a mejorar la vida de muchas personas paralizadas. Pero a medida que crece la tecnología de implantes, continuaremos mejorando nuestra comprensión de la actividad de las áreas relevantes del cerebro. En algún momento, la tecnología puede someterse a mayores pruebas: posible uso médico generalizado.

Ciencias:, 2021. DOI: 10.1126 / ciencia. Abd0380: (Acerca de los DOI:)

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