© Nature, K. ZhuangSimios movieron brazo virtual para tocar objetos virtuales y sentir sus texturas.
Dos simios entrenados en el Centro de Neuroingeniería de Duke University aprendieron a empelar la actividad cerebral sola para mover un brazo-avatar e identificar la textura de objetos virtuales. El anuncio se hizo en la revista Nature.
Sin utilizar ninguna parte móvil de sus cuerpos reales, los monos emplearon la actividad eléctrica de sus cerebros para dirigir manos virtuales de un avatar a la superficie de objetos virtuales y, una vez en contacto, pudieron distinguir sus texturas.
"Algún día en el futuro cercano, los pacientes cuadripléjicos sacarán partido de esta tecnología no solo para mover sus manos y brazos y para caminar de nuevo, sino para sentir la textura de objetos colocados entre sus manos, o experimentar las variaciones del terreno en el cual se mueven con la ayuda de un exoesqueleto robótico", según Miguel Nicotelis, profesor de Neurobiología en Duke.
Aunque los objetos virtuales en el estudio eran idénticos visualmente, estaban diseñados para tener diferentes texturas artificiales que sólo podían ser detectadas si los animales las exploraban con las manos virtuales controladas directamente por la actividad eléctrica del cerebro.
La textura de tales objetos se expresaba como patrones de señales eléctricas minúsculas transmitidas al cerebro de los monos. Tres patrones eléctricos diferentes correspondían a cada una de las texturas de los objetos virtuales.
Como ninguna parte real del cuerpo estuvo involucrada en la operación de esta interfaz cerebro-máquina-cerebro, los experimentos sugieren que en el futuro pacientes severamente paralizados por lesiones de la médula no sólo se beneficiarían ganando movimiento sino que tendrían restaurado el sentido del tacto, dijo Nicolelis.
"En la inferfaz, el cuerpo virtual es controlado directamente por la actividad cerebral, mientras las manos virtuales generan información táctil de retroalimentación que es enviada mediante microestimulación eléctrica directa a otra región de la corteza del animal".
"Esperamos que en pocos años esta tecnología les dé una vida más autónoma a muchos pacientes que no se pueden mover ni experimentar las sensaciones táctiles del mundo que los rodea", agregó.
Es la primera vez que se observa un cerebro controlando un brazo virtual que explora objetos mientras el cerebro recibe al tiempo señales de retroalimentación que describen la textura de los objetos tocados con la mano virtual.
A un simio le tomó cuatro intentos y nueve al otro antes de aprender a seleccionar el objeto correcto en cada prueba.
La actividad eléctrica de unas 50 a 200 neuronas en la corteza motriz del animal controlaba el avatar del brazo mientras miles de neuronas de la corteza táctil primaria recibían simultáneamente la respuesta eléctrica de la palma de la mano virtual que le permitía discriminar los objetos y sus texturas.
El hallazgo evidencia que es posible crear un exoesqueleto robótico que podrían emplear pacientes severamente paralizados para explorar y recibir respuestas del mundo exterior. El exoesqueleto estaría controlado por la actividad cerebral voluntaria del paciente para permitirle moverse autónomamente, mientras sensores por todo el exoesqueleto le permitirían recibir respuestas sensoriales para identificar la textura, forma y temperatura de los objetos, así como de la superficie sobre la cual camina.
Esta es la apuesta del Walk Again Project, un grupo internacional que busca restaurar la movilidad completa de pacientes cuadripléjicos mediante la nueva interfaz más el exoesqueleto. La idea es realizar la primera demostración durante el juego de apertura del Mundial de Fútbol Brasil 2014: un joven paralizado que entre a la gramilla, controla sus extremidades prostéticas con su pensamiento, recibe alimentación táctil en su cerebro y corre para hacer el saque inicial del Mundial.
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