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El próximo brazo protésico de DARPA se conectará a tu cerebro

Anonim

Para DARPA, la agencia de investigación militar secreta, no es suficiente que un miembro protésico se parezca simplemente a uno normal, o que un paciente pueda moverlo a través de algún control remoto. Los ingenieros respaldados por DARPA están intentando construir un sistema en el que los nervios periféricos se vuelvan a unir a las extremidades artificiales, que podrían enviar señales a un sensor cerebral que podría responder. Esta sería una gran mejora con respecto a las prótesis que requieren directivas conscientes, y podría convertir una prótesis en algo que responda como lo haría una extremidad común.

Darpa busca una prótesis que puede registrar las señales sensoriales del motor directamente de los nervios periféricos (las que se cortan cuando se pierde una extremidad) y luego transmitir las señales de respuesta del cerebro. Eso significa una plataforma increíblemente sensible, "capaz de detectar señales de control del motor suficientemente fuertes y distinguirlas de las señales sensoriales y otras señales de confusión", en una región repleta de nervios. Una vez que se detectan las señales, éstas se descodificarán mediante algoritmos y se transmitirán al cerebro, donde los movimientos deseados de un usuario se recodificarían y transmitirían a la prótesis.

Según el equipo detrás del sistema en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, las pruebas en monos han demostrado que los primates tienen un éxito notable en el control de una prótesis a través de un chip cortical implantado en sus cerebros, y los investigadores han realizado algunas pruebas en humanos. Sin embargo, lo que queda por ver es cuánta destreza puede obtener la gente a través de este proceso.

"El siguiente gran paso es preguntar, ¿cuántas dimensiones puede controlar?" Dice John Donoghue, neurocientífico de la Universidad de Brown que desarrolla interfaces cerebro-computadora. “Alcanzar el agua y llevarla a la boca requiere unos siete grados de libertad. Todo el brazo tiene por orden de 25 grados de libertad ”.

El equipo de APL dice que puede pasar mucho tiempo antes de que una persona pueda controlar 25 grados de libertad con un brazo protésico. El problema no es simplemente ordenar las señales en esa región nerviosa densamente poblada. Los arreglos cerebrales de hoy no pueden procesar suficiente información para que una persona utilice tantos grados de libertad, informa Wired.com.

Los científicos esperan que duplicar la capacidad de escuchar el cerebro proporcione suficientes señales independientes para permitir movimientos más complejos en el sofisticado brazo APL. "Este es un brazo altamente diestro y antropomórfico", dice Andrew Schwartz, uno de los neurocientíficos involucrados en el estudio. "El ancho de banda de información que necesita para controlar el dispositivo es mucho mayor".

Inicialmente Schwartz espera alcanzar los 11 grados. Pero si los científicos pudieran lograr más que eso, podrían dar al paciente una sensación mucho mayor de que la prótesis era una parte fácil de usar de su cuerpo, y no una parte de repuesto torpe. Ese sería el punto en el que los implantes cerebrales que controlan las prótesis despegarán, porque deben ser mucho mejores que los controlados mediante un joystick para que la cirugía invasiva (y la posibilidad de reemplazo) valga la pena.

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