Las prótesis de alta tecnología permiten a los amputados participar más plenamente en la vida cotidiana, incluso competir en eventos deportivos. Investigadores de la Universidad de Houston han demostrado cómo se utiliza la actividad cerebral para identificar diferentes terrenos, por ejemplo, a nivel del suelo y las escaleras.- un paso clave en el desarrollo de prótesis que permite que la prótesis del usuario se ajuste automáticamente a las condiciones cambiantes del terreno en tiempo real.
Utilizando un sistema inalámbrico de imágenes de cerebro-cuerpo móvil, el trabajo se basó en un casquete de 64 canales para rastrear la actividad cerebral de 10 voluntarios sanos, divididos por igual entre hombres y mujeres, mientras caminaban un curso diseñado para tomarlosnivelar el suelo, subir y bajar rampas y escaleras. Cada voluntario completó un promedio de 20 pruebas.
Además, los investigadores utilizaron la tecnología de captura de movimiento de cuerpo completo para registrar cómo se movieron los sujetos voluntarios y recolectaron datos sobre la actividad muscular de las extremidades inferiores.
La investigación previa en el campo ha involucrado a sujetos que se imaginan caminando o caminando en cintas de correr, en lugar de las condiciones del mundo real utilizadas para este estudio, dijo Justin A. Brantley, un estudiante de doctorado en la Facultad de Ingeniería de UH Cullen y compañía-primer autor en un artículo que describe el trabajo, publicado el 30 de noviembre en PLOS UNO . "El tema principal es, ¿cómo podemos entender lo que sucede durante la locomoción en entornos naturales complejos?", Dijo.
La gente alguna vez creyó que caminar involucraba solo la médula espinal y el sistema muscular. "Parece tan fácil caminar", dijo José Luis Contreras-Vidal, profesor de ingeniería eléctrica e informática de la Universidad de Cullen en UH y autor principal del artículo ". Perola realidad es diferente "
A medida que la resonancia magnética funcional entró en uso común, los investigadores descubrieron que el cerebro también estaba involucrado
El nuevo trabajo, financiado por el premio IIS-1302339 de la National Science Foundation, demuestra qué partes del cerebro realizan funciones específicas durante la marcha en diferentes condiciones, según descubrió Contreras-Vidal que permitirá un mejor control sobre las prótesis pero tendrá otras aplicaciones, también.
Los investigadores recolectaron la actividad cerebral: se colocaron cinco sensores adicionales en las caras de los voluntarios para permitir a los investigadores detectar el impacto del movimiento aleatorio, incluidos los parpadeos, y luego mapearon las señales al cerebro para determinar qué tan específicopartes del cerebro están involucradas en tareas discretas asociadas con la marcha, dijo Trieu Phat Luu, coautora e investigadora postdoctoral en el Laboratorio de sistema de interfaz cerebro-máquina no invasivo de la UH.
Otros investigadores involucrados en el proyecto son Sho Nakagome y Fangshi Zhu, ambos estudiantes de doctorado de la UH.
"Nuestros resultados mostraron que los cambios del poder espectral en las fuentes neurales localizadas en la corteza parietal posterior y la corteza sensoriomotora están asociados con el nivel de demandas de tareas motoras", escribieron. "Además, nuestros resultados presentaron evidencia de que las modulaciones de amplitud electrocortical en relación con el ciclo de marcha promedio están correlacionados con el nivel de dificultad en las tareas de locomoción. Estos hallazgos amplían nuestra comprensión de la dinámica cortical de la marcha humana en diferentes niveles de demandas de tareas de locomoción ".
Los investigadores encontraron que varias áreas del cerebro están involucradas, incluidos los lóbulos occipitales derecho e izquierdo, el lóbulo parietal posterior, la corteza sensoriomotora y el cíngulo anterior. Brantley dijo que se enfocaron en el lóbulo parietal posterior, un área del cerebro involucradocon planificación, y la corteza sensoriomotora, que controla el movimiento.
Contreras-Vidal dijo que el siguiente paso será traducir el descubrimiento a una pierna protésica de alta tecnología que se puede ajustar automáticamente a diferentes terrenos a través de una interfaz cerebro-máquina, desarrollada por su colaboradora Helen Huang de la Universidad Estatal de Carolina del Norte.
Las prótesis actuales de última generación se basan en sensores que detectan la actividad en los músculos restantes y lo traducen al movimiento, pero no pueden adaptarse fácilmente al terreno cambiante en tiempo real. La incorporación de la actividad cerebral en el sistema permitiría esoLos hallazgos también tienen aplicaciones para exoesqueletos motorizados, que permiten caminar a personas con lesiones de la médula espinal y otras discapacidades.
Contreras-Vidal dijo que el enfoque para mapear los cambios corticales también podría usarse para ciertos dispositivos de asistencia, como sillas de ruedas eléctricas, así como para estudiar cómo los niños aprenden a caminar.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Houston . Original escrito por Jeannie Kever. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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