Al igual que un aparato con cableado defectuoso, las lesiones y enfermedades en el cerebro pueden provocar conexiones perdidas, causando estragos en funciones críticas como la percepción y el movimiento. Encontrar formas de sortear esas redes rotas es un área importante de investigación para aquellos que buscan desarrollarseintervenciones de tratamiento. Ahora los investigadores están demostrando en los monos que la estimulación administrada directamente a la corteza premotora puede provocar una sensación o experiencia que puede instruir diferentes movimientos, incluso cuando el estímulo es demasiado pequeño para inducir una respuesta directa. El estudio aparece el 7 de diciembre en la revista neurona .
"Los investigadores se han interesado principalmente en estimular las cortezas sensoriales primarias, la corteza somatosensorial, la corteza visual y la corteza auditiva, para ingresar información en el cerebro", dice Marc H. Schieber, médico e investigador de la Universidad deRochester y el autor principal del estudio: "Lo que estamos mostrando aquí es que no es necesario estar en un área de recepción sensorial para que el sujeto tenga una experiencia que pueda identificar".
En el experimento, los monos fueron entrenados inicialmente para ejecutar una tarea en la que asociaban una instrucción visual particular - una luz que rodeaba uno de los cuatro objetos que se encendían - con un movimiento particular. Comenzaron la prueba sosteniendo una manijaen una posición central. Cuando recibían la instrucción ligera, manipularían el objeto asociado con sus manos.
Al mismo tiempo que se encendían las luces, los monos recibieron niveles muy bajos de estimulación eléctrica, insuficientes para provocar directamente una respuesta en la corteza premotora, un área que normalmente no está asociada con la percepción. Un punto diferente de estimulación en el cerebro eraasociado con cada una de las cuatro luces y movimientos. Poco a poco las luces fueron quitadas, pero los monos continuaron haciendo los movimientos correctos cuando recibieron la microestimulación. Habían aprendido a asociar la experiencia de tener un área particular en la corteza premotora estimulada conun movimiento particular
"Los monos no pueden decirnos qué están sintiendo, así que entrenarlos para asociar la microestimulación con un movimiento es la forma en que podemos confirmar que sintieron un impulso o tuvieron algún tipo de experiencia", dice Schieber.
Para eliminar aún más la posibilidad de que la estimulación provocara directamente el movimiento al activar los nervios en el brazo y la mano, los investigadores barajaron la asignación de los diferentes electrodos y volvieron a entrenar a los monos con las luces. Por ejemplo, el electrodo en ella ubicación que anteriormente se había asociado con presionar un botón se convirtió en lugar de girar un mango. Cuando se retiraron las luces nuevamente, los monos habían asociado las diferentes áreas de microestimulación con los movimientos reasignados.
Los investigadores dicen que la investigación tiene implicaciones para el desarrollo de interfaces cerebro / computadora y, en última instancia, neuroprotésica.
"La mayor parte del trabajo en el desarrollo de interfaces cerebro / computadora se ha centrado principalmente en el área sensorial del cerebro. Pero eso limita en qué parte del cerebro puede entregar la información", dice el primer autor Kevin A. Mazurek, un becario postdoctoral en el laboratorio de Schieber. "En este estudio, mostramos que puede expandir el espacio neuronal que puede ser dirigido con terapias. Esto podría ser muy importante para las personas que han perdido la función en áreas de su cerebro debido a un accidente cerebrovascular, lesión, u otra enfermedad. Potencialmente podemos evitar la parte dañada del cerebro donde se han perdido las conexiones y entregar información a una parte intacta del cerebro ".
El siguiente paso para la investigación es probar este tipo de microestimulación de baja amplitud en humanos. "Cuando estimula la corteza somatosensorial o visual directamente, el sujeto normalmente siente algo en su piel o ve algo en su visión", explica Schieber"Esto muestra que es posible que pueda entregar la información deseada al cerebro de una persona sin estas percepciones".
Agrega que también es importante más investigación en animales, para continuar identificando partes adicionales del cerebro donde la microestimulación evoca experiencias distinguibles.
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Materiales proporcionados por prensa celular . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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