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Con unos pequeños sensores implantados en la corteza cerebral, un paciente con parálisis total comenzó a imaginar que movía un brazo. Desde hace varios años ... no puede hablar ni moverse, a causa de un derrame cerebral, pero la actividad de su cerebro emitía señales que un dispositivo electrónico, diseñado por la Universidad de California (UC), captaba al hacer este ejercicio mental, que le había pedido un equipo de investigadores. Bajo la dirección de Karunesh Ganguly, neurólogo del Instituto Weill de Neurociencias de la universidad norteamericana, se ponía a prueba una «interfaz cerebro-ordenador» (BCI, por sus siglas en inglés), entrenada con inteligencia artificial (IA).
Funcionamiento del brazo
robótico con un
movimiento imaginado
Implantes de sensores
en la corteza cerebral
Los sensores captan las señales
del cerebro del paciente...
...y las transmite a un decodificador
de acción entrenado con IA
que controla el brazo
Fuente: Universidad de California
San Francisco / Cell
R.C.
Funcionamiento del brazo robótico
con un movimiento imaginado
Implantes de sensores
en la corteza cerebral
Los sensores captan las señales
del cerebro del paciente...
...y las transmite a un decodificador
de acción entrenado con IA que controla el brazo
Fuente: Universidad de California San Francisco / Cell
R.C.
Representación del funcionamiento del brazo robótico
con un movimiento imaginado
Implantes de sensores
en la corteza cerebral
Los sensores captan las señales
del cerebro del paciente...
...y las transmite a un decodificador
de acción entrenado con IA que controla el brazo
Fuente: Universidad de California San Francisco / Cell
R.C.
Al tratarse de movimientos imaginarios, el reto estaba en descubrir cómo variaba esa actividad cerebral cuando el sujeto hacía, de manera repetitiva y específica, una misma acción con el pensamiento. La IA aprendió a modificar su programación para que el sistema siguiera funcionando. Hasta ahora estos experimentos sólo habían servido durante uno o dos días, aseguraron los científicos en un artículo publicado este jueves en Cell. Con este paciente, gracias a ese aprendizaje que analizaba las variaciones cerebrales, el brazo robótico funcionó siete meses.
Antes de probar con el brazo robótico, los neurólogos pidieron al paciente que también fantaseara con el desplazamiento de dedos y manos. Durante dos semanas los sensores registraron su actividad cerebral y entrenaron a la IA. Sin embargo, cuando comenzó a utilizar la extremidad y sus dedos, incluyendo el pulgar, los desplazamientos fueron imprecisos.
Para prepararle en el uso de la extensión artificial física, se utilizó primero uno virtual. Así se adiestró el paciente, siempre inmóvil, hasta que domó ese modelo digital. Esas «habilidades» se trasladaron en «pocas sesiones» al mundo real y el hombre logró mover bloques, girarlos y recolocarlos en otro sitio. «Incluso pudo abrir un armario, sacar una taza y sostenerla frente a un dispensador de agua», aseguran los autores del artículo 'El muestreo de la plasticidad representacional de movimientos imaginados simples a lo largo de los días permite el control neuroprotésico a largo plazo'.
El estudio se inició con el análisis de patrones de actividad cerebral en animales. Al observar que cambiaban cada día, se trasladó esa hipótesis al comportamiento humano para solucionar la incapacidad tecnológica de reconocer esas variaciones. Aunque la representación ilusoria del movimiento era la misma, la ubicación variaba, explicaron los científicos.
Tras varios meses, «el participante todavía podía controlar el brazo robótico, una vez que se hiciera una puesta a punto, que demoró unos quince minutos, para ajustar la forma en que sus representaciones de movimiento habían cambiado desde que había comenzado a usar el dispositivo», sostienen los científicos, que se plantean ahora avanzar en la evolución del brazo robótico, para que se mueva con más velocidad y suavidad.
El siguiente paso de la 'neuroprótesis' sería sacarlo del espacio controlado del laboratorio e instalarlo en una casa, para comprobar cómo se desenvolvería en la cotidianidad de una persona tetrapléjica, que sería capaz de hacer acciones básicas y necesarias, como alimentarse solo o beber líquidos.
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