Nuevo Enfoque Podría Llevar a Prótesis Electrónicas Controladas por el Pensamiento

Los implantes neurológicos actuales son capaces de grabar grandes cantidades de actividad neural, que luego se transmiten a través de cables a una computadora. Los investigadores han intentado desarrollar interfaces cerebro-computadora inalámbricas para completar esta acción, pero eso requiere una gran cantidad de energía. Debido a esta gran cantidad de energía, se genera demasiado calor, lo que hace que los implantes sean inseguros para los pacientes.

Ahora, un nuevo estudio de la Universidad de Stanford busca resolver este problema. Los investigadores de la universidad han estado trabajando constantemente en tecnología que podría permitir a los pacientes con parálisis recuperar el control de sus extremidades. En particular, han estado trabajando en tecnología que les permitiría a estos pacientes controlar prótesis y interactuar con computadoras utilizando sus pensamientos.

Interfaz Cerebro-Computadora

Para lograr esto, el equipo se ha centrado en mejorar una interfaz cerebro-computadora, que es un dispositivo que se implanta en la superficie del cerebro del paciente, justo debajo del cráneo. El implante conecta el sistema nervioso humano con un dispositivo electrónico, lo que podría ayudar a restaurar el control motor en una persona que sufriera una lesión en la médula espinal o una condición neurológica.

Los dispositivos actuales graban grandes cantidades de actividad neural y la transmiten a través de cables a una computadora, y cuando los investigadores intentan crear interfaces cerebro-computadora inalámbricas, es cuando se genera demasiado calor.

El equipo de ingenieros eléctricos y neurocientíficos, incluyendo a Krishna Shenoy, PhD, y Boris Murmann, PhD, y el neurocirujano y neurocientífico Jaimie Henderson, MD, han demostrado una posible forma de lograr un dispositivo inalámbrico que pueda recopilar y transmitir señales de actividad neural precisas, todo mientras utiliza una décima parte de la energía requerida por los sistemas actuales.

Los dispositivos inalámbricos sugeridos parecerían ser más naturales que los que tienen cables, y los pacientes tendrían un mayor rango de movimiento.

El enfoque fue detallado por el estudiante de posgrado Nir Even-Chen y el investigador postdoctoral Dante Muratore, PhD en un artículo publicado en Nature Biomedical Engineering.

Aislamiento de Señales de Actividad Neural

Los neurocientíficos pudieron identificar señales de actividad neural específicas que se requerían para controlar un dispositivo protésico. El dispositivo podría ser cualquier cosa, desde un brazo robótico hasta un cursor de computadora.

Los ingenieros eléctricos luego crearon la electrónica que llevaría a una interfaz cerebro-computadora inalámbrica capaz de procesar y transmitir las señales de actividad neural identificadas. Al aislar las señales, se requirió menos energía, lo que hizo que los dispositivos fueran seguros para ser implantados en la superficie del cerebro.

El equipo probó su enfoque utilizando datos neuronales recopilados de tres primates no humanos y un participante humano. En el ensayo clínico, los sujetos realizaron tareas de movimiento como posicionar un cursor en una pantalla de computadora. Luego, registraron mediciones, y el equipo pudo determinar que al grabar un subconjunto de señales de actividad neural específicas de la acción, el movimiento de una persona podría ser controlado por una interfaz inalámbrica.

El factor principal que separa este dispositivo del dispositivo con cable es el aislamiento, con el dispositivo con cable que recopila señales de actividad neural en bulk.

El equipo de investigadores ahora construirá un implante basado en el nuevo enfoque y diseño.