Un estudio europeo afirma que la flexibilidad encefálica facilita el control de prótesis
A los científicos dedicados al desarrollo de dispositivos protésicos para personas con lesiones en la médula espinal o con amputaciones les agradará conocer los resultados de un nuevo estudio financiado con fondos europeos en el que se pone de manifiesto que el encéfalo es más flexible y aprende mejor de lo que se creía hasta ahora. Un equipo de científicos de Portugal y Estados Unidos ha publicado un artículo en Nature en el que se explica que se puede enseñar al encéfalo una tarea que normalmente no realizaría gracias a un proceso denominado plasticidad. El equipo descubrió que los mismos circuitos encefálicos utilizados para aprender capacidades motoras como montar en bicicleta o conducir un coche pueden utilizarse para controlar tareas exclusivamente mentales, incluso las arbitrarias. Este es el primer estudio en el que se descarta la función del movimiento físico cuando se está aprendiendo a utilizar una prótesis. El Dr. Rui Manuel Marques Fernandes da Costa del «Centro Champalimaud para lo Desconocido» de Lisboa (Portugal), uno de los firmantes del estudio, recibió una subvención de inicio (Starting Grant) del Consejo Europeo de Investigación (CEI) por valor de 1,5 millones de euros en el marco del proyecto NEUROHABIT («Mecanismos neuronales del aprendizaje y de la selección de acciones: de la intención al hábito») que empleó para realizar este estudio. Jose Carmena de la Universidad de California, Berkeley (Estados Unidos) y también autor del estudio comentó lo siguiente sobre los resultados: «Esperamos que los nuevos conocimientos obtenidos sobre las conexiones encefálicas generen una gama más amplia de prótesis mejoradas que se asemejen a la naturaleza lo máximo posible. Del trabajo se desprende que aprender a controlar una interfaz entre el encéfalo y una máquina, algo inherentemente artificial, puede ser una experiencia completamente normal debido a que en este proceso de aprendizaje se emplean los circuitos encefálicos existentes destinados al control motor natural. Este es un aspecto clave para las personas que no pueden moverse. La mayoría de los estudios sobre interfaces de este tipo se han realizado en animales sanos y sin discapacidades corporales. Nuestro estudio muestra que el control neuroprotésico es posible incluso aunque no implique movimiento.» En el experimento realizado por el equipo se comprobó si unas ratas eran capaces de realizar una tarea abstracta sin realizar ningún movimiento físico manifiesto. Los investigadores desligaron la función de las neuronas motoras objetivo necesarias para mover las vibrisas del animal de la acción necesaria para obtener una recompensa en forma de alimento. A los animales se les acopló una interfaz máquina-encéfalo que convertía las ondas cerebrales en tonos auditivos. Para obtener su recompensa, las ratas debían modular su patrón de pensamientos en un circuito encefálico concreto y así aumentar o reducir el tono de la señal. A las ratas se les proporcionaba información auditiva para que aprendiesen a asociar un patrón específico de pensamiento con un tono concreto. Durante un periodo de dos semanas las ratas aprendieron que para obtener comida debían emitir un tono agudo, mientras que para recibir agua azucarada el tono debía ser grave. Si el grupo de neuronas empleado se utilizaba para su función normal, el movimiento de las vibrisas, no se producían cambios en el tono ni se generaba una recompensa alimentaria. «No es una tarea natural para las ratas», comentó el Dr. Costa. «Esto indica que es posible crear una prótesis sin que sea necesario que esta se asemeje a la anatomía del sistema motor natural para que funcione.» El equipo espera que estos descubrimientos den paso a una nueva generación de dispositivos protésicos que se sientan naturales y que puedan utilizarse sin necesidad de pensar demasiado en mover una extremidad robótica.Para más información, consulte: Universidad de California - Berkeley: http://www.berkeley.edu/(se abrirá en una nueva ventana)
Países
Portugal, Estados Unidos