Sabemos que el cerebro puede dirigir los pensamientos, pero es difícil determinar cómo se logra esto. Investigadores del Sainsbury Wellcome Center han ideado una interfaz cerebro-máquina BMI que permite a los ratones aprender a guiar un cursor utilizando solo su actividad cerebral.Al monitorear el movimiento de este ratón controlado por un ratón hacia una ubicación objetivo para recibir una recompensa, los investigadores pudieron estudiar cómo el cerebro representa el control intencional.
El estudio, publicado hoy en neurona, arroja luz sobre cómo el cerebro representa objetos controlados causalmente. Los investigadores encontraron que cuando los ratones controlaban el cursor, la actividad cerebral en la corteza visual superior estaba dirigida a un objetivo y contenía información sobre la intención del animal. Esta investigación podría algún día ayudarpara mejorar el diseño del IMC.
"Las interfaces cerebro-máquina son dispositivos que permiten a una persona o un animal controlar una computadora con su mente. En los humanos, eso podría ser controlar un brazo robótico para tomar una taza de agua o mover un cursor en una computadora para escribir unmensaje usando la mente. En los animales, estamos utilizando estos dispositivos como modelos para comprender cómo mejorar el IMC ", dijo el primer autor del artículo, el Dr. Kelly Clancy, quien completó el estudio en el Sainsbury Wellcome Centre, University College London, después detrabajo en Biozentrum, Universidad de Basilea.
"En este momento, los IMC tienden a ser difíciles de usar para los humanos y lleva mucho tiempo aprender a controlar un brazo robótico, por ejemplo. Una vez que comprendamos los circuitos neuronales que respaldan cómo se aprende el control intencional, este trabajo está comenzandopara dilucidar, esperamos poder facilitar a las personas el uso de los IMC ", dijo el coautor del artículo, el profesor Tom Mrsic-Flogel, director del Sainsbury Wellcome Centre, University College London.
Tradicionalmente ha sido difícil estudiar cómo se representan los objetos controlados causalmente en el cerebro. Imagínese tratando de determinar cómo el cerebro representa un cursor que está controlando versus un cursor que está mirando pasivamente. Hay señales motoras en el primer caso, perono en el segundo, por lo que es difícil comparar los dos. Con los IMC, el sujeto no se mueve físicamente, por lo que se puede hacer una comparación más clara.
En este estudio, los investigadores utilizaron una técnica llamada imágenes del cerebro de campo amplio, que les permitió observar toda la superficie dorsal de la corteza mientras el animal usaba el IMC. Esta técnica permitió una pantalla imparcial de la corteza para localizar las áreasque estuvieron involucrados en aprender a controlar intencionalmente el cursor.
Se encontró que las áreas corticales visuales en ratones estaban involucradas durante la tarea. Estas áreas incluían la corteza parietal, un área del cerebro implicada en la intención en humanos.
"Los investigadores han estado estudiando la corteza parietal en humanos durante mucho tiempo. Sin embargo, no esperábamos necesariamente que esta área apareciera en nuestra pantalla imparcial del cerebro del ratón. Parece haber algo especial en la corteza parietal, ya quese encuentra entre las áreas sensoriales y motoras del cerebro y puede actuar como una estación de paso entre ellas ", agregó el Dr. Kelly Clancy.
Al profundizar en cómo funciona esta estación, los investigadores esperan comprender más sobre cómo el cerebro ejerce el control. En este estudio, los ratones aprendieron a asignar su actividad cerebral a la retroalimentación sensorial. Esto es análogo a cómo aprendemos ainteractuar con el mundo; por ejemplo, ajustamos la forma en que usamos un mouse de computadora en función de su configuración de ganancia. Nuestro cerebro crea representaciones de cómo se comportan normalmente los objetos y ejecuta acciones en consecuencia. Al comprender más sobre cómo se generan y actualizan dichas reglas encerebro, los investigadores esperan poder mejorar el IMC.
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Materiales proporcionado por Sainsbury Wellcome Centre . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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