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Un chip electrónico implantable podría ayudar a establecer nuevas conexiones nerviosas en la parte del cerebro que controla el movimiento.


Científicos investigan un chip para implante cerebral

Un chip electrónico implantable podría ayudar a establecer nuevas conexiones nerviosas en la parte del cerebro que controla el movimiento.

Investigadores de la Universidad de Washington están trabajando en un chip electrónico implantable que podría ayudar a establecer nuevas conexiones nerviosas en la parte del cerebro que controla el movimiento. Su estudio más reciente mostró que un dispositivo como este podía inducir cambios en el cerebro de monos que perduraban más de una semana.

El fortalecimiento de conexiones débiles a través de este mecanismo podría tener potencial en la rehabilitación de pacientes con lesiones cerebrales, infartos o parálisis.

Los autores del estudio fueron los doctores Andrew Jackson, investigador señor en fisiología y biofísica, Jaideep Mavoori, que obtuvo recientemente su doctorado en ingeniería eléctrica por la UW, y Eberhard Fetz, catedrático de fisiología y biofísica. Durante muchos años Fetz y sus colegas han estudiado cómo los cerebros de mono controlan los músculos de las extremidades.

Cuando está despierto, el cerebro gobierna continuamente los movimientos voluntarios del cuerpo. Esto se consigue mayormente por la actividad de las células nerviosas de una parte del cerebro denominada corteza motora. Estas células nerviosas, o neuronas, mandan señales a través de la médula espinal para controlar la contracción de ciertos músculos, como los de los brazos y piernas.

La posibilidad de poder grabar directamente estas señales neurales y usarlas para controlar un ordenador o un mecanismo mecánico ajeno al cuerpo ha estado impulsando la rápida expansión del campo de las interfaces ordenador-cerebro, usualmente abreviadas BCI por sus siglas en inglés. El reciente estudio sugiere que las señales nerviosas del cerebro pueden ser aprovechadas para crear cambios en el mismo.

Los investigadores probaron un dispositivo en miniatura autocontenido con un minúsculo chip de ordenador. Los dispositivos fueron colocados en lo alto de cabezas de monos que fueron liberados para que llevasen a cabo sus comportamientos habituales, incluyendo el sueño. Llamado Neurochip, el interfaz ordenador-cerebro fue desarrollado por Mavoori para su tesis doctoral.

“El Neurochip graba la actividad de las células de la corteza motora”, explicó Fetz, “Puede transformar esta actividad en un estímulo que puede ser devuelto al cerebro, a la espina dorsal o al músculo, estableciendo de este modo una conexión artificial que opera continuamente durante el comportamiento normal. Esta interfaz recurrente cerebro-ordenador crear una vía motora que el cerebro puede aprender a usar para compensar vías deterioradas”.

Jackson encontró que, cuando la interfaz cerebro-ordenador conecta continuamente sitios vecinos en la corteza motora, produce cambios que perduran largo tiempo. A saber, los movimientos evocados a partir desde el sitio de grabación cambiaron para parecerse a los del sitio de estimulación.

Los investigadores declararon que una explicación probable para estos cambios es el fortalecimiento de las vías en la corteza del sitio de grabación al de estimulación. Este fortalecimiento puede haber sido producido por la continua sincronización de actividad entre los dos sitios, generada por la recurrente interfaz cerebro-ordenador.

El cronometraje es crítico para crear estas conexiones, dijeron los investigadores. El efecto condicionante aparece solamente si el retraso entre la actividad grabada y la estimulación es lo suficientemente corto. Los cambios se producen un día de condicionamiento continuo con la interfaz cerebro-ordenador recurrente, pero perdura durante muchos días después de que el circuito se hayan desconectado.

“Esta inusualmente duradera plasticidad podría estar relacionada con el hecho de que el condicionamiento está asociado con comportamiento normal”, dijo Fetz.

Los descubrimientos completos del trabajo, titulado “Plasticidad a largo plazo de la corteza motora inducida por un implante neurológico electrónico”, se publicará en la edición del 2 de noviembre de Nature.

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Fuente noticia: Dailytech.com

Traducido por César Tomé López para