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Los implantes eléctricos del cerebro permiten al paciente tener “control mental” de armas prostéticas motorizadas

En un equipo de experimentos del prueba-de-concepto, los investigadores de Johns Hopkins han implantado los electrodos en ambos lados del cerebro de una persona que se paraliza sobre todo - con la sensación mínima en sus manos - para permitirle tener un poco de “control mental” de armas prostéticas motorizadas. La mayoría de los esfuerzos de crear tales “interfaces de la cerebro-máquina” se han centrado en un hemisferio del cerebro con lejos menos electrodos, pero las personas de Johns Hopkins utilizaron ambos hemisferios del cerebro para controlar dos limbos.

Buz Chmielewski que discute cómo el estímulo del cerebro asierra al hilo comparado a lo que él asierra al hilo en sus manos. Haber: APL

Los investigadores dicen que estos esfuerzos están creídos de ser las primeras demostraciones del éxito con los implantes intracortical sensoriomotores bilaterales, o los interfaces de la cerebro-máquina diseñados para mover por motor el movimiento - pero también al tacto del sentido - en gente con altos daños de la médula espinal.

Con esta investigación, estamos aprendiendo más sobre cómo aumentar la capacidad para las personas con discapacidades de parálisis de mover sus limbos o de realizar otras actividades que no pueden hacer típicamente, apenas pensando y enviando instrucciones de los nervios del cerebro a los sensores sujetados a sus armas.”

Pablo Celnik, M.D., profesor del remedio y rehabilitación física, neurología y neurología, Facultad de Medicina de la Universidad John Hopkins

“Puede sonar como la ciencia ficción, pero a este punto, nuestros estudios han agregado substancialmente para evidenciar que es posible utilizar ambos lados del cerebro para controlar dos limbos prostéticos al mismo tiempo,” a Celnik agregan.

Se prevee que Celnik y a sus colegas presenten sus conclusión en presentaciones de la cama imperial durante la reunión anual 2019 de la sociedad para la neurología, que será llevada a cabo en Chicago el 19-23 de octubre.

Para los estudios, los científicos de Johns Hopkins implantaron en enero seis electrodos la talla de las hormigas grandes en ambos hemisferios - cuatro en un lado y dos en el otro - del cerebro de una persona que es el cuadriplégico pero cuya médula espinal no se separa totalmente. La cirugía de diez horas, realizada por las personas de Johns Hopkins, fue hecha abriendo el cráneo del paciente, colocando los electrodos y conectándolos vía los alambres finos con un sistema informático complejo

En esfuerzos anteriores de implantar tales dispositivos, cuatro electrodos fueron colocados en solamente un lado del cerebro. Las personas de Johns Hopkins implantaron seis electrodos bilateral en un esfuerzo de entregar más estímulo al cerebro.

Los implantes fueron colocados en motor y las áreas sensoriales del cerebro para registrar, envían pulsos eléctricos a y “estimule” las áreas del cerebro responsable de mando de motor y de la sensación del tacto.

Durante los últimos nueve meses, los investigadores probaron la capacidad del tema de realizar una serie cada vez más compleja de alcanzar los movimientos en ambos limbos, hombros y dedos al mismo tiempo, en la misma dirección, así como en direcciones opuestas con y sin el uso de un modelo de ordenador. Las personas rastrearon la exactitud del paciente en alcanzar objetivos automatizados usando un limbo prostético construido en realidad virtual así como con un limbo prostético motorizado real.

El científico también realizó las pruebas que estimulaban el cerebro y determinó dónde el paciente podría “aserrar al hilo” las sensaciones accionadas por los sensores en los limbos prostéticos. Los científicos denuncian que el paciente podía discriminar sensaciones de todos los dedos que tenían sensores sujetados (cuatro a la derecha y dos a la izquierda) con la exactitud 100%.

El “tacto es una parte integrante de movimiento, así que es importante que los mandos de la acción están emparejados con la capacidad de detectar el limbo para perfeccionar la exactitud de movimientos,” dice Celnik.

“A este punto, hemos encontrado que el tema puede controlar ambos limbos para realizar los movimientos que alcanzan simples en una manera coordinada,” decimos al investigador Gabriela Cantarero, Ph.D., profesor adjunto del remedio físico y rehabilitación en la Facultad de Medicina de la Universidad John Hopkins.

Los científicos de Johns Hopkins dicen que los electrodos pueden seguir implantados en el cerebro por hasta cinco años, con el riesgo mínimo de cerebro o de piel que marca con una cicatriz. Sin embargo, como cualquier cirugía, hay riesgo de infecciones o de extracción de aire.

Los pasos siguientes de las personas son probar movimientos bilaterales más complejos y perfeccionar la conexión entre el sentido del tacto y el mando de motor.

Para más detalles sobre el estudio, visite el Web site del remedio físico y de la rehabilitación de Johns Hopkins aquí.

Los investigadores presentarán los extractos siguientes durante la sociedad para la conferencia de la neurología:

21 de octubre, 8 mañanas - “interfaz humano de la cerebro-máquina usando los implantes intracortical sensoriomotores bilaterales” (extracto 315,13)

21 de octubre, 8 neuronas mañana - “modulación de M1 y S1 a la observación de la acción, imágenes y ejecución para el entrenamiento del interfaz de la cerebro-máquina: pruebas de grabaciones corticales humanas” (extracto 315,09)

22 de octubre, 8 mañanas - “microstimulation de Intracortical de las áreas humanas bilaterales del dedo del S1 habilitadas por MRI, fMRI y ECoG intraoperativo que correlacionan” (extracto 486,09)

22 de octubre de 2019 mañana - Las reacciones de los nervios en corteza somáticosensorial primaria humana al estímulo vibrotactile sugieren más recubrimiento en las representaciones aferentes de dígitos individuales que las opiniones sensoriales sacadas por ICMS (extracto 486,11)

El departamento de Johns Hopkins del remedio físico y de la rehabilitación (PM&R), en colaboración con el laboratorio de la física aplicada de la Universidad John Hopkins y el departamento de la neurología y de la neurocirugía, ha sido concedido una concesión por el Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) para conducto una juicio clínica centrada en la grabación y estimular el cerebro de una persona con tetraplegia.

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