Varias ratas aprendieron a obtener agua con su actividad cerebral

La idea del control cerebral de m¨¢quinas e instrumentos es parte de la ciencia ficci¨®n, pero un nuevo estudio traslada este escenario un paso m¨¢s cerca de la realidad. Investigadores de varias universidades de Estados Unidos han demostrado por primera vez que la actividad neuronal grabada directamente del cerebro puede ser utilizada en tiempo real para controlar un dispositivo rob¨®tico. Los autores del trabajo, que se publica en la revista Nature Neuroscience, entrenaron a ratas para que obtuvieran agua con un brazo rob¨®tico que se pod¨ªa controlar presionando una peque?a palanca. Cuando las ratas le daban a la palanca, los cient¨ªficos analizaron la actividad en las regiones cerebrales que controlan el movimiento, utilizando un tipo especial de electrodo que puede grabar la actividad de muchas neuronas simult¨¢neamente.

Secuencias

Al analizar sus grabaciones con un ordenador, los autores pudieron identificar las secuencias relacionadas con el movimiento de las patas de las ratas al accionar la palanca. Entonces reconfiguraron el aparato de forma que el brazo rob¨®tico, el grifo, fue desconectado de la palanca y pas¨® a ser controlado directamente por los impulsos el¨¦ctricos de la actividad neuronal. En otras palabras, el cerebro de la rata pas¨® a controlar el brazo rob¨®tico directamente v¨ªa el electrodo y el ordenador, en vez de a trav¨¦s de la m¨¦dula espinal y de los m¨²sculos de la pata. Las ratas no tuvieron dificultad en mantener el control del brazo rob¨®tico en su nueva configuraci¨®n. Inicialmente, continuaron presionando la palanca, a pesar de que ya no era necesario para mover el brazo rob¨®tico. Muchos de los animales que participaron en el experimento, sin embargo, aprendieron pronto que pod¨ªan obtener agua a trav¨¦s de la actividad cerebral por s¨ª sola y dejaron de darle a la palanca. Hab¨ªan aprendido por el mecanismo de retroalimentaci¨®n a alterar su actividad cerebral para controlar el grifo.

Las implicaciones de este experimento en el desarrollo de herramientas ¨²tiles para las personas que sufren par¨¢lisis son claras. ?ste no es el primer experiemnto que utiliza la actividad cerebral para mover una m¨¢quina pero representa un significativo avance respecto a los anteriores en varios aspectos.

Otros intentos se han basado en se?ales grabadas de m¨²sculos en el mu?¨®n de un miembro amputado o en se?ales el¨¦ctricas cerebrales de la superficie craneal. El primer enfoque no sirve para pacientes que han perdido el control de sus m¨²sculos debido a da?os en la m¨¦dula espinal o por enfermedades neurodegenerativas, mientras que el segundo permite un nivel de control muy poco preciso.

El nuevo estudio representa una prueba de que es posible actuar con se?ales cerebrales pero los autores reconocen que ser¨¢ necesario superar varios obst¨¢culos para empezar a pensar en aplicaciones m¨¦dicas. El ¨¦xito en este campo depender¨ªa de la habilidad para obtener grabaciones repetidas de las mismas neuronas en largos periodos de tiempo.

Aunque los experimentos ahora comunicados se realizaron durante varias semanas, esto ser¨ªa demasiado poco tiempo para aplicaciones cl¨ªnicas. Ademas, el brazo rob¨®tico es una herramienta simple que s¨®lo se puede mover en una dimensi¨®n; la grabaci¨®n y decodificaci¨®n de informaci¨®n suficiente para controlar un dispositivo en tres dimensiones ser¨ªa considerablemente m¨¢s dif¨ªcil.