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Bioingeniería
Concepto Viable de Cyborg
23 de
Febrero de 2007.
 Unos
investigadores han dado a conocer la base para desarrollar una interfaz
biológica que podría conectar el sistema nervioso de un paciente a una
extremidad artificial dirigida con el pensamiento.
La investigación ha sido efectuada por especialistas de la Escuela de
Medicina de la Universidad de Pensilvania.
El nuevo enfoque de diseño para la interfaz cerebro-máquina presenta
claras ventajas con respecto a otros conceptos, más teóricos que
prácticos. "El sistema nervioso no respondería debidamente ante la una
invasión de electrodos, pero puede ser engañado para aceptar una
interfaz que le permita hacer lo que sí realiza habitualmente: asimilar
nuevas células nerviosas en su propia red", explica Douglas H. Smith,
uno de los autores principales de la investigación, profesor de
Neurocirugía y director del Centro para Lesiones Cerebrales y
Reparación, en la Universidad Estatal de Pensilvania.
Para el desarrollo de la nueva generación de prótesis, se busca usar
regiones intactas de tejido nervioso que permitan transmitir órdenes
para manejar un dispositivo, como por ejemplo una extremidad artificial.
El desafío es lograr la transmisión bidireccional de señales en la
prótesis. Por ejemplo, los pensamientos del paciente podrían convertir
las señales nerviosas en movimientos de una prótesis, mientras que los
estímulos sensoriales generados a partir de lecturas captadas por medios
artificiales en la prótesis, como la temperatura o la presión, permitían
al usuario adaptar los movimientos a las circunstancias de cada momento.
La característica principal de la interfaz propuesta es la capacidad
para crear tejido nervioso vivo y trasplantable, ya acoplado a
electrodos, de modo que el extremo puramente biológico de la interfaz
producida en el laboratorio se integre con el nervio del paciente,
transmitiendo las señales del nervio hacia el extremo de la interfaz
provisto de los electrodos, que iría enlazado al sistema electrónico. Y
lo mismo, en la ruta inversa. Esto podría permitir algún día devolver la
funcionalidad a personas con lesiones de la médula espinal, amputación
de una extremidad u otras discapacidades comparables.
Para crear la interfaz, el equipo usó un proceso recién desarrollado de
crecimiento elástico de fibras nerviosas (axones). Dos placas adyacentes
de neuronas (una de las cuales está acoplada a un microchip) son puestas
en un biorreactor. Los axones crecen para conectar las poblaciones
neuronales de cada placa. Éstas son entonces lentamente estiradas
durante varios días, gracias a un sistema motor controlado por
ordenador, hasta que alcanzan la longitud deseada.
Dado que Smith y su equipo han demostrado que los axones producidos por
crecimiento elástico pueden transmitir señales eléctricas activas, creen
que la interfaz de tejido nervioso, a través del microchip, podría
detectar y registrar señales bidireccionales en tiempo real.
En otro estudio, Smith y sus colegas demostraron que la interfaz podía
crecer al ser trasplantada en una rata con médula espinal lesionada. El
equipo está ahora concentrado en estudios de medición de la actividad
eléctrica neuronal a través de los puentes nerviosos recién diseñados y
de la restauración de la actividad motora en animales sujetos a
experimentos.
Información adicional en:
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