Los amputados pueden aprender controlar un brazo robótico con sus mentes

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La investigación, publicada en comunicaciones de la naturaleza, cambios que ocurren en ambos lados del cerebro usado para controlar el miembro amputado y sigue habiendo, miembro intacto de los detalles. Los resultados muestran que ambas áreas pueden crear nuevas conexiones para aprender cómo controlar el dispositivo, incluso varios años después de una amputación.

“Que es el aspecto nuevo a este estudio, viendo que los amputados crónicos, a largo plazo pueden aprender controlar un miembro robótico,” dijo a Nicho Hatsopoulos, doctorado, profesor de la biología y de la anatomía organismal en UChicago y autor mayor del estudio. “Pero cuál era también interesante era la plasticidad del cerebro sobre la exposición a largo plazo, y ver qué sucedió a la conectividad de la red mientras que él aprendió controlar el dispositivo.”

Los investigadores trabajaron con tres macacos de la India que sufrieron lesiones en una edad joven y tuvieron que hacer un brazo amputar para rescatarlas hace cuatro, nueve y 10 años, respectivamente. Sus miembros no fueron amputados con el propósito del estudio. En dos de los animales, los investigadores implantaron órdenes de electrodo en el lado del contrario del cerebro, o el contralateral, al miembro amputado. Éste es el lado que controlaba el miembro amputado. En el tercer animal, los electrodos fueron implantados en el mismo lado, o ipsolateral, al miembro amputado. Éste es el lado que todavía controló el miembro intacto.

Los monos entonces fueron entrenados (con helpings abundantes del jugo) para mover un brazo robótico y para agarrar una bola usando solamente sus pensamientos. Los científicos registraron la actividad de las neuronas donde los electrodos fueron colocados, y utilizaron un modelo estadístico para calcular cómo las neuronas fueron conectadas el uno al otro antes de los experimentos, durante el entrenamiento y los monos dominaron una vez la actividad.

Las conexiones entre las neuronas en el lado contralateral--el lado que había estado controlando el brazo amputado--eran escaso antes del entrenamiento, muy probablemente porque no habían sido utilizados para esa función en mucho tiempo. Pero como progresó el entrenamiento, estas conexiones llegaron a ser más robustas y densas en las áreas usadas para alcanzar y comprender.

En el lado ipsolateral--el lado que había estado controlando el brazo intacto del mono--las conexiones eran densas al principio de los experimentos. Pero los investigadores vieron algo interesante mientras que progresó el entrenamiento: primero las conexiones fueron podadas y las redes enrarecieron, antes de reconstruir en una nueva, densa red.

“Que signifique las conexiones vertían apagado mientras que el animal intentaba aprender una nueva tarea, porque hay ya una red que controla un cierto otro comportamiento,” dijo a Karthikeyan Balasubramanian, doctorado, investigador postdoctoral que llevó el estudio. “Pero después de algunos días comenzó a reconstruir en una nueva red que puede controlar el miembro intacto y el neuroprosthetic.”