Impulsos cerebrales de monos mueven un brazo robótico

Fuente: http://www.el-mundo.es/salud/2000/409/974288215.html

En el futuro, las personas parapléjicas quizás puedan volver a caminar con piernas robóticas controladas por su propio cerebro. De momento, un equipo de investigadores estadounidenses ya ha probado con éxito en monos un brazo artificial que se puede manipular con las señales cerebrales de estos animales. Los resultados de este experimento se acaban de publicar en 'Nature'.

No es la primera vez que se diseña un aparato de este tipo. De hecho, en 1999 ya se creó un brazó robótico que podía realizar movimientos relativamente sencillos, tras recibir señales neuronales enviadas desde el cerebro de una rata.

Sin embargo, hasta ahora nunca se había creado un brazo artificial que fuese capaz de reproducir los movimientos complejos que realizan los primates. Este nuevo aparato, por lo tanto, se aproxima mucho más a las características del organismo humano.

En una primera fase de investigación, Miguel Nicolelis y sus colaboradores de la Universidad de Duke, en EEUU, implantaron unos electrodos diminutos en el cerebro de dos monos. Estos artilugios, denominados microcables, detectaban la actividad neuronal en las regiones de la corteza cerebral que regulaban los movimientos de los animales, y transmitían estos impulsos eléctricos a un ordenador.

A continuación, los animales aprendieron a realizar dos tareas manuales: en primer lugar, los científicos les enseñaron a mover una palanca en dos direcciones (a la izquierda o a la derecha), y en segundo lugar, les enseñaron a coger raciones de comida desde cuatro posiciones distintas de una bandeja. Durante todo este proceso de aprendizaje, el ordenador que estaba conectado al cerebro de los monos continuó registrando toda su actividad neuronal.

INFORMATICA . De esta manera, los investigadores desarrollaron un programa informático que codificaba las señales cerebrales de los monos durante la realización de las dos tareas manuales. Gracias a este programa, cuando los animales empezaban a mover las manos para cambiar la posición de la palanca o para coger comida de la bandeja, el ordenador podía predecir de inmediato la trayectoria de sus manos.

Una vez que este programa se había perfeccionado, los científicos conectaron el ordenador al brazo robótico, y lograron que este aparato imitara los movimientos de los monos. Cuando los animales movían las manos para accionar la palanca o coger comida, sus impulsos cerebrales se registraban en el ordenador, e inmediatamente estas señales se transmitían al brazo robótico.

A pesar de que los monos no siempre realizaban estos movimientos de la misma manera, ya que a veces variaba la velocidad o la posición de las manos, el brazo artificial copiaba todos sus desplazamientos.

Los movimientos que hacían los monos para accionar la palanca eran relativamente sencillos, ya que las manos se desplazaban de una forma unidimensional hacia la izquierda o la derecha. Sin embargo, la tarea de coger comida era bastante más compleja, porque eran movimientos tridimensionales al aproximarse a la bandeja, coger los alimentos, llevárselos a la boca y volver a la posición inicial. Aún así, en ambos casos, el brazo robótico podía realizar todos estos desplazamientos de forma eficaz.

Además, los investigadores también comprobaron que las señales cerebrales de los monos se podían transmitir por Internet. De esta manera, incluso consiguieron mover otro brazo robótico que se encontraba a cientos de kilómetros de distancia. Mientras los monos movían sus brazos en un laboratorio de la Universidad de Duke, sus impulsos neuronales se transmitían a un ordenador en el Massachusetts Institute of Technology, y allí un brazo robótico realizaba los mismos movimientos simultáneamente.

MIEMBROS . Nicolelis y sus colegas consideran que, eventualmente, el desarrollo de estas técnicas permitirá la creación de brazos y piernas artificiales que se podrán controlar voluntariamente.

Si las expectativas de estos científicos se cumplen, las personas que se encuentran paralizadas por un accidente, las que tengan algún miembro amputado, o las que sufran un deterioro de sus facultades motoras por culpa de enfermedades como la esclerosis lateral amiotrófica, podrán recuperar al menos parte de su movilidad. En vez de enviar órdenes a un músculo vivo, el cerebro de estos pacientes podrá controlar los movimientos de una prótesis robótica.

En un editorial de 'Nature' sobre este estudio, el doctor Sandro Mussa-Ivaldi señala que «la idea de mover miembros robóticos con el mero poder de la mente solía pertenecer al mundo de la ciencia ficción». Sin embargo, en su opinión, el experimento de Nicolelis y sus colegas demuestra que «cada vez nos estamos aproximando más a este objetivo».

Además, según este investigador, la creación de aparatos que establezcan lazos de comunicación entre señales neuronales y programas informáticos va a ser muy útil para comprender mejor el funcionamiento del cerebro. De esta manera, se podrán identificar con más claridad las regiones específicas del cerebro que están involucradas en los diferentes tipos de movimientos corporales.