Una interfaz cerebro-computadora, colocada quirúrgicamente en un participante de la investigación con tetraplejía y parálisis en las cuatro extremidades, proporcionó virtual Proporciona un nivel de control sin precedentes sobre un cuadricóptero, con solo pensar en mover los dedos que no responden.
La tecnología divide la mano en tres partes: el pulgar y dos pares de dedos (índice y medio, anular y meñique). Cada parte puede moverse vertical y horizontalmente. Cuando el participante piensa en mover los tres grupos, a veces simultáneamente, el cuadricóptero virtual responde, pasando por una carrera de obstáculos virtual.
Este es un siguiente paso emocionante para permitir que las personas con parálisis disfruten de juegos con amigos y, al mismo tiempo, demuestren la capacidad de trabajar de forma remota.
“Es más una función basada en los movimientos de los dedos que cualquier otra cosa”, dijo Matthew Wilsey, profesor asistente de neurocirugía e ingeniería biomédica de la UM y primer autor de un nuevo artículo de investigación en Nature Medicine. Las pruebas que produjeron el artículo se realizaron mientras Wilsey era investigador en la Universidad de Stanford, donde residen la mayoría de sus colegas.
Si bien existen métodos no invasivos para permitir mejores videojuegos, como el uso de electroencefalografía para captar señales de la superficie de la cabeza del usuario, las señales de EEG integran contribuciones de grandes áreas del cerebro. Los autores creen que el electrodo debe colocarse cerca de la neurona para restaurar el control motor fino altamente funcional. El estudio observó una mejora seis veces mayor en el rendimiento de vuelo del cuadricóptero del usuario al leer señales directamente de las neuronas motoras en comparación con el EEG.
Para desarrollar la interfaz, los pacientes se someten a un procedimiento quirúrgico en el que se colocan electrodos en la corteza motora del cerebro. Los electrodos están conectados a un pedestal que se ancla al cuero cabelludo y sobresale a través de la piel, lo que permite la conexión a una computadora.
“Se necesitan las señales generadas en la corteza motora que se producen sólo cuando el participante intenta mover los dedos y utiliza una red neuronal artificial para comprender esto”, dijo Wilsey. ¿Cuáles son las intenciones de controlar los dedos virtuales en la simulación? “Luego enviamos una señal para controlar el cuadricóptero virtual”.
La investigación, realizada como parte de los ensayos clínicos BrainGate2, se centró en cómo estas señales neuronales podrían combinarse con el aprendizaje automático para controlar dispositivos externos para personas con lesiones o enfermedades neurológicas. El participante comenzó a trabajar con el equipo de investigación de Stanford en 2016, años después de que una lesión en la médula espinal lo dejara incapaz de usar brazos o piernas. Le interesaba contribuir al trabajo y tenía especial interés en volar.
“La simulación del cuadricóptero no fue una elección arbitraria, el participante de la investigación tenía pasión por volar”, dijo el coautor e informático Donald Evansino de la Universidad de Stanford. “Para satisfacer el deseo de volar de los participantes, la plataforma también incluía múltiples controles dactilares”.
El coautor Nishal Shah, profesor visitante de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad Rice, explicó: “Controlar los dedos es un paso; el objetivo final es restaurar el movimiento de todo el cuerpo”.
Jimmy Henderson, profesor de neurocirugía de Stanford y coautor del estudio, afirmó que la importancia del trabajo va más allá del deporte. Permite el contacto humano.
“La gente se centra en necesidades básicas como alimentación, ropa, movilidad y todas ellas son importantes”, afirmó. “Pero a menudo, otros aspectos igualmente importantes de la vida se dejan de lado, como el entretenimiento o las relaciones con los compañeros. La gente quiere jugar e interactuar con sus amigos”.
Una persona que pueda conectarse a una computadora y manipular un vehículo virtual simplemente pensando, dice, eventualmente podría hacer mucho.
“Al poder mover múltiples dedos virtuales con control cerebral, se pueden tener esquemas de control multifactor para todo tipo de cosas”, dijo Henderson. “Eso podría significar cualquier cosa, desde manejar software CAD hasta componer música”.
En el estudio también participaron los investigadores Nick Hahn, Ryan Jamiolkowski, Forum Kamdar y Francis Willett de Stanford y Lee Hochberg de la Universidad de Brown.
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