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Consiguen reconstruir el movimiento 3D de una mano a partir de las señales eléctricas producidas por el cerebro usando un método no invasivo y portátil.

Esquema del sistema de botones utilizado en el experimento. Fuente: Bradberry y colaboradores.

Lentamente, pero sin pausa, las neurociencias adelantan que es una barbaridad. Recientemente, un grupo de científicos ha conseguido reconstruir el movimiento 3D de una mano a partir de las señales eléctricas producidas por el cerebro usando un método no invasivo. El logro, que se publicó el pasado 3 de Marzo en Journal of Neuroscience, allanaría el camino a la utilización de un sistema computacional portátil para el control con el pensamiento de brazos robóticos o sillas de ruedas eléctricas. Esto supondría un gran avance para personas con algún tipo de parálisis.
Hasta ahora los científicos habían usado métodos invasivos y sistemas no portátiles para la reconstrucción de los movimientos de la mano. En este estudio José Contreras-Vidal y sus colaboradores de University of Maryland situaron formaciones de sensores sobre las cabezas de los cinco participantes en el experimento y registraron la actividad eléctrica cerebral usando una técnica denominada electroencefalografía.
A los voluntarios se les pidió que desde un botón central apretaran otros ocho botones en una secuencia aleatoria en 10 tandas (ver dibujo). A la vez que se registraba el movimiento de sus manos se registraba su actividad cerebral.
Después, los investigadores se dedicaron a descodificar la actividad cerebral y consiguieron asociar los movimientos tridimensionales específicos de la mano a patrones de actividad eléctrica.
“Nuestros resultados muestran que la actividad cerebral eléctrica adquirida desde el cuero cabelludo porta suficiente información como para reconstruir los movimientos continuos de la mano”, dice Contreras-Vidal.
Los investigadores encontraron, en particular, que el sensor 34 proporcionaba la información más precisa. Este sensor iba colocado sobre una zona del cerebro denominada córtex sensomotriz, que es la región asociada a los movimientos voluntarios. Además, los sensores sobre el lóbulo parietal inferior también proporcionaron información útil. Se sabe que esta otra región ayuda a guiar el movimiento de los miembros. Por tanto, estos resultados confirmarían la validez del método utilizado.
El estudio tiene implicaciones para el futuro desarrollo de tecnologías que comuniquen el cerebro con un ordenador. Cuando esta tecnología esté madura podrá ser utilizada por personas que tengan desórdenes neuromusculares severos como esclerosis lateral amiotrófica, secuelas de ictus o lesiones medulares, para que así puedan tener control sobre tareas complejas sin necesidad de tener electrodos implantados en el cerebro.
Además, este resultado tiene importancia desde el punto de vista de análisis de laboratorio o de la vigilancia clínica de funciones cerebrales.
Una aplicación interesante sería el poder ayudar con este tipo de técnica a personas con parálisis a controlar con el pensamiento el cursor que aparece en la pantalla de su ordenador. Ahora mismo los sistemas que existen requieren del paciente un largo entrenamiento para que puedan tener éxito. Contreras-Vidal cree que el periodo de entrenamiento se podría reducir y necesitar menos esfuerzo si se tiene en cuenta este nuevo resultado.

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo en Journal of Neuroscience (resumen).
Entrevista al investigador en la NPR (podcast en inglés).