El mapeo de diferentes partes del cerebro y la determinación de cómo se corresponden con los pensamientos, las acciones y otras funciones neuronales es un área central de investigación en neurociencia, pero si bien los estudios previos que usan escáneres fMRI y EEG han permitido a los investigadores desbastar áreas del cerebro relacionadas condiferentes tipos de actividades neuronales, no han permitido mapear la actividad de neuronas individuales.
Ahora en un artículo publicado el 26 de marzo en la revista Celda , los investigadores informan que han utilizado matrices de microelectrodos implantados en el cerebro de dos personas para mapear las funciones motoras hasta el nivel de una sola célula nerviosa. El estudio reveló que un área que se cree que controla solo una parte del cuerpo realmente opera a través de unamplia gama de funciones motoras. También demostró cómo las diferentes neuronas se coordinan entre sí.
"Esta investigación muestra por primera vez que un área del cerebro que anteriormente se pensaba que estaba conectada solo al brazo y la mano tiene información sobre todo el cuerpo", dice el primer autor Frank Willett, investigador postdoctoral en el Laboratorio de Traducción de Prótesis Neuralesen la Universidad de Stanford y el Instituto Médico Howard Hughes. "También encontramos que esta área tiene un código neuronal compartido que une todas las partes del cuerpo".
El estudio, una colaboración entre neurocientíficos de la Universidad de Stanford y Brown, es parte de BrainGate2, un ensayo clínico piloto multisitio enfocado en desarrollar y probar dispositivos médicos para restablecer la comunicación y la independencia en personas afectadas por afecciones neurológicas como parálisis y síndrome encerradoUn enfoque principal del equipo de Stanford ha sido desarrollar formas de restaurar la capacidad de estas personas para comunicarse a través de las interfaces cerebro-computadora BCI.
El nuevo estudio involucró a dos participantes con tetraplejía crónica: pérdida parcial o total de la función en las cuatro extremidades. Uno de ellos tiene una lesión de la médula espinal de alto nivel y el otro tiene esclerosis lateral amiotrófica. Ambos tienen electrodos implantados en elEl llamado área de la perilla de la mano de la corteza motora de sus cerebros. Esta área, llamada en parte por su forma de nudo, se pensaba anteriormente que controlaba el movimiento solo en las manos y los brazos.
Los investigadores utilizaron los electrodos para medir los potenciales de acción en neuronas individuales cuando se les pidió a los participantes que intentaran realizar ciertas tareas, por ejemplo, levantar un dedo o girar un tobillo. Los investigadores observaron cómo estaban las microarrays en el cerebrose sorprendieron al descubrir que el área del pomo de la mano se activaba no solo por movimientos en la mano y el brazo, sino también en la pierna, la cara y otras partes del cuerpo.
"Otra cosa que vimos en este estudio fue hacer coincidir los movimientos de los brazos y las piernas", dice Willett, "por ejemplo, mover la muñeca hacia arriba o el tobillo hacia arriba. Esperábamos los patrones resultantes de actividad neuronal en el motorla corteza es diferente, porque son un conjunto completamente diferente de músculos. De hecho, descubrimos que eran mucho más similares de lo que esperábamos ". Estos hallazgos revelan un vínculo inesperado entre las cuatro extremidades en la corteza motora que podría ayudar al cerebro atransferir habilidades aprendidas con una extremidad a otra.
Willett dice que los nuevos hallazgos tienen implicaciones importantes para el desarrollo de BCI para ayudar a las personas que están paralizadas a moverse nuevamente ". Solíamos pensar que para controlar diferentes partes del cuerpo, tendríamos que colocar implantes en muchas áreas extendidasen todo el cerebro ", señala." Es emocionante, porque ahora podemos explorar los movimientos de control en todo el cuerpo con un implante en una sola área ".
Una aplicación potencial importante para las BCI es permitir que las personas que están paralizadas o que tienen el síndrome bloqueado se comuniquen mediante el control de un mouse de computadora u otro dispositivo. "Puede ser que podamos conectar diferentes movimientos del cuerpo a diferentes tipos de clics de computadora".Willett dice: "Esperamos poder aprovechar estas diferentes señales con mayor precisión para permitir que alguien que no puede hablar use una computadora, ya que las señales neuronales de diferentes partes del cuerpo son más fáciles de separar para un BCI que las del brazo o la mano sola"."
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Materiales proporcionados por prensa celular . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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