Los investigadores en Australia est\u00e1n trabajando arduamente en la tecnolog\u00eda que finalmente podr\u00eda integrar las pr\u00f3tesis con nuestro sistema nervioso. Este sistema lee las se\u00f1ales de nuestro cerebro usando luz y podr\u00eda permitir registros mucho m\u00e1s precisos de la actividad neuronal.<\/p>\n\n\n\n
Aunque la investigaci\u00f3n a\u00fan se encuentra en sus primeras etapas, el equipo ha demostrado que su enfoque es s\u00f3lido. Con experiencia en ingenier\u00eda biom\u00e9dica y el\u00e9ctrica, los investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) S\u00eddney han desarrollado un nuevo enfoque para medir la actividad neuronal utilizando luz en lugar de electricidad. Esto evita varios de los problemas que afectan a otras tecnolog\u00edas de interpretaci\u00f3n actualmente disponibles. Cuando madure, dicho enfoque podr\u00eda permitir un cambio fundamental en el funcionamiento de las tecnolog\u00edas m\u00e9dicas, como las pr\u00f3tesis operadas por nervios o las interfaces cerebro-m\u00e1quina.<\/p>\n\n\n\n
Leyendo mentes \u201cOtro problema es lo que llamamos ‘diafon\u00eda’: cuando encoges estos electrodos y los acercas, comienzan a comunicarse o afectarse entre s\u00ed debido a su proximidad. La verdadera ventaja de nuestro enfoque es que podemos hacer que esta conexi\u00f3n sea muy densa en el dominio \u00f3ptico y no pagamos el precio que usted tiene que pagar en el dominio el\u00e9ctrico\u201d.<\/p>\n\n\n\n En su nuevo art\u00edculo, el equipo muestra que pueden usar optrodos, “electrodos de luz”, para medir con precisi\u00f3n los impulsos neuronales a medida que viajan a trav\u00e9s de los haces de nervios de los animales vivos. Para ello, conectaron un optrodo al nervio ci\u00e1tico de un animal anestesiado. Luego estimularon el nervio con una corriente el\u00e9ctrica suave y registraron la se\u00f1al que transportaba con uno de sus optrodes. Para tener datos contra los cuales probar la efectividad de su enfoque, el equipo tambi\u00e9n realiz\u00f3 este paso utilizando un electrodo convencional y un bioamplificador.<\/p>\n\n\n\n En general, el equipo explica que las respuestas nerviosas registradas por estos diferentes dispositivos “fueron esencialmente las mismas”. El sensor \u00f3ptico registr\u00f3 el impulso con una se\u00f1al m\u00e1s fuerte que el electrodo, pero eso no fue sorprendente dado que a\u00fan se encuentra en sus primeras fases de desarrollo. Sin embargo, de manera crucial, el experimento mostr\u00f3 que los optrodos se pueden usar para interpretar la actividad neuronal de manera confiable.<\/p>\n\n\n\n Los impulsos nerviosos medidos aqu\u00ed ten\u00edan magnitudes medidas en microvoltios, haci\u00e9ndolos relativamente d\u00e9biles. En el futuro, el equipo planea probar matrices de optrodes contra redes de nervios m\u00e1s complejas y otros tipos de tejidos excitables. El juego final es producir interfaces que puedan vincular pr\u00f3tesis a un sistema neural activo.<\/p>\n\n\n\n El equipo estima que una mano completamente funcional, una que pueda moverse, manipular objetos, devolver datos sensoriales completos y realizar todas las innumerables funciones que damos por sentadas, como cambiar la velocidad o la presi\u00f3n, requerir\u00eda entre 5000 y 10 000 conexiones entre ella y sistema neuronal de un usuario. Cada uno de nosotros tiene un haz de nervios que viaja desde la corteza motora hasta nuestros brazos y manos, y eventualmente se rompe en 5000 a 10 000 fibras individuales que inervan todos y cada uno de los m\u00fasculos. En otras palabras, si se puede implantar un chip con esta cantidad de conexiones \u00f3pticas en el cerebro, o en alg\u00fan lugar del brazo antes de que el haz de nervios se separe en fibras individuales, podr\u00eda permitir la integraci\u00f3n de una pr\u00f3tesis de mano con la misma capacidad. como biol\u00f3gico, \u00a1definitivamente un pensamiento emocionante!<\/p>\n\n\n\n Con eso en mente, es probable que pasen d\u00e9cadas antes de que un dispositivo de este tipo est\u00e9 remotamente cerca de estar listo para su uso. Para empezar, necesitar\u00edamos refinar los optrodos y hacerlos bidireccionales (es decir, permitirles enviar se\u00f1ales a los nervios, no solo recibirlas).<\/p>\n\n\n\n M\u00e1s all\u00e1 de las pr\u00f3tesis funcionales, esta investigaci\u00f3n abre nuevas v\u00edas a trav\u00e9s de las cuales la tecnolog\u00eda puede integrarse directamente en nuestro sistema nervioso. Dispositivos tales como interfaces cerebro-m\u00e1quina, que nos permitir\u00edan controlar computadoras o recibir informaci\u00f3n sensorial de nuestras manos, podr\u00edan construirse sobre estos chips optrode.<\/p>\n\n\n\n \u201cEl \u00e1rea de la interfaz neuronal es un campo incre\u00edblemente emocionante y ser\u00e1 objeto de una intensa investigaci\u00f3n y desarrollo durante la pr\u00f3xima d\u00e9cada\u201d, dice el profesor Nigel Lovell, autor correspondiente del art\u00edculo.<\/p>\n\n\n\n El art\u00edculo Transductores electro\u00f3pticos de cristal l\u00edquido para aplicaciones de detecci\u00f3n de electrofisiolog\u00eda<\/em> se ha publicado en el Journal of Neural Engineering<\/a>.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>“[El nuevo enfoque pasa por alto] problemas espinosos que las tecnolog\u00edas de la competencia no pueden abordar”, explica el profesor Fran\u00e7ois Ladouceur de la Escuela de Ingenier\u00eda El\u00e9ctrica y Telecomunicaciones de la UNSW, coautor del art\u00edculo. \u201cEn primer lugar, es muy dif\u00edcil reducir el tama\u00f1o de la interfaz utilizando electrodos convencionales para que miles de ellos puedan conectarse a miles de nervios dentro de un \u00e1rea muy peque\u00f1a. A medida que encoge miles de electrodos y los pone cada vez m\u00e1s juntos para conectarlos a los tejidos biol\u00f3gicos [\u2026] su resistencia individual aumenta, lo que degrada la relaci\u00f3n se\u00f1al-ruido, por lo que tenemos problemas para leer la se\u00f1al. A esto lo llamamos “desajuste de impedancia”.<\/p>\n\n\n\n