Una nueva investigación de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Carnegie Mellon y la Universidad de Pittsburgh revela que las neuronas corticales motoras ajustan de manera óptima la forma en que codifican los movimientos de una manera específica de la tarea. Los hallazgos mejoran nuestra comprensión de cómo el cerebro controla el movimiento y tienen el potencial deMejorar el rendimiento y la confiabilidad de las interfaces cerebro-máquina, o prótesis neurales, que ayudan a pacientes paralíticos y amputados.
"Nuestro cerebro tiene una capacidad asombrosa para optimizar su propio procesamiento de información cambiando la forma en que las neuronas individuales representan el mundo. Si podemos entender este proceso tal como se aplica a los movimientos, podemos diseñar prótesis neurales más precisas", dice Steven Chase, asistenteprofesor del Departamento de Ingeniería Biomédica y del Centro de Bases Neurales de la Cognición. "Un día podemos, por ejemplo, diseñar brazos robóticos que implementen con mayor precisión el movimiento deseado del paciente porque ahora entendemos mejor cómo nuestro cerebro se ajusta en cada momento.-momento base cuando estamos en movimiento "
El estudio exploró el cambio en la actividad cerebral durante las tareas motoras simples realizadas a través de la realidad virtual tanto en 2-D como en 3-D. Los investigadores querían saber si las neuronas corticales motoras ajustarían automáticamente su sensibilidad a la dirección cuando se les presentara una ampliarango de direcciones posibles en lugar de uno estrecho. Investigaciones previas en el campo han sugerido que este fenómeno, llamado adaptación de rango dinámico, se sabe que ocurre en las neuronas sensibles al sonido, al tacto y a la luz, lo que llevó a los investigadores a preguntar si el mismolos fenómenos se aplicarían a las neuronas en el sistema motor que están asociadas con el movimiento.
"Cuando sales al sol brillante del verano, entornas los ojos y las neuronas de tu retina usan la adaptación del rango dinámico para aumentar automáticamente su sensibilidad para que puedas ver claramente hasta que las nubes vuelvan a pasar", explica Robert Rasmussen, MD/ Estudiante de doctorado en la Facultad de medicina de la Universidad de Pittsburgh y primer autor del estudio. "Esta característica permite que el cerebro codifique mejor la información utilizando sus recursos limitados de manera eficiente. Queríamos averiguar si nuestro cerebro codifica el movimiento en elmismo camino."
Los resultados revelaron que la adaptación del rango dinámico sí ocurrió en las neuronas corticales motoras. Según estos hallazgos, los investigadores concluyeron que esta característica está muy extendida en todo el cerebro.
"Descubrimos que la adaptación del rango dinámico no se limita a las áreas sensoriales del cerebro. En cambio, es una característica de codificación ubicua de la corteza", explica Andrew Schwartz, distinguido profesor de neurobiología y catedrático de neurociencia de sistemas en la Universidad dePittsburgh School of Medicine y miembro del Brain Institute de la Universidad de Pittsburgh. "Nuestros hallazgos muestran que es una característica del procesamiento de la información, que su cerebro utiliza para procesar eficientemente cualquier información que se le brinde, ya sea luz, sonido,toque o movimiento. Este es un resultado emocionante que motivará más investigaciones sobre el aprendizaje motor y las futuras aplicaciones clínicas ".
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Materiales proporcionados por Facultad de Ingeniería, Universidad Carnegie Mellon . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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