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Domingo, 25 de febrero de 2007
Unos investigadores han dado a conocer la base para desarrollar una interfaz biol?gica que podr?a conectar el sistema nervioso de un paciente a una extremidad artificial dirigida con el pensamiento.

La investigaci?n ha sido efectuada por especialistas de la Escuela de Medicina de la Universidad de Pensilvania.

El nuevo enfoque de dise?o para la interfaz cerebro-m?quina presenta claras ventajas con respecto a otros conceptos, m?s te?ricos que pr?cticos. "El sistema nervioso no responder?a debidamente ante la una invasi?n de electrodos, pero puede ser enga?ado para aceptar una interfaz que le permita hacer lo que s? realiza habitualmente: asimilar nuevas c?lulas nerviosas en su propia red", explica Douglas H. Smith, uno de los autores principales de la investigaci?n, profesor de Neurocirug?a y director del Centro para Lesiones Cerebrales y Reparaci?n, en la Universidad Estatal de Pensilvania.

Para el desarrollo de la nueva generaci?n de pr?tesis, se busca usar regiones intactas de tejido nervioso que permitan transmitir ?rdenes para manejar un dispositivo, como por ejemplo una extremidad artificial. El desaf?o es lograr la transmisi?n bidireccional de se?ales en la pr?tesis. Por ejemplo, los pensamientos del paciente podr?an convertir las se?ales nerviosas en movimientos de una pr?tesis, mientras que los est?mulos sensoriales generados a partir de lecturas captadas por medios artificiales en la pr?tesis, como la temperatura o la presi?n, permit?an al usuario adaptar los movimientos a las circunstancias de cada momento.

La caracter?stica 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 biol?gico de la interfaz producida en el laboratorio se integre con el nervio del paciente, transmitiendo las se?ales del nervio hacia el extremo de la interfaz provisto de los electrodos, que ir?a enlazado al sistema electr?nico. Y lo mismo, en la ruta inversa. Esto podr?a permitir alg?n d?a devolver la funcionalidad a personas con lesiones de la m?dula espinal, amputaci?n de una extremidad u otras discapacidades comparables.

Para crear la interfaz, el equipo us? un proceso reci?n desarrollado de crecimiento el?stico de fibras nerviosas (axones). Dos placas adyacentes de neuronas (una de las cuales est? acoplada a un microchip) son puestas en un biorreactor. Los axones crecen para conectar las poblaciones neuronales de cada placa. ?stas son entonces lentamente estiradas durante varios d?as, 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 el?stico pueden transmitir se?ales el?ctricas activas, creen que la interfaz de tejido nervioso, a trav?s del microchip, podr?a detectar y registrar se?ales bidireccionales en tiempo real.

En otro estudio, Smith y sus colegas demostraron que la interfaz pod?a crecer al ser trasplantada en una rata con m?dula espinal lesionada. El equipo est? ahora concentrado en estudios de medici?n de la actividad el?ctrica neuronal a trav?s de los puentes nerviosos reci?n dise?ados y de la restauraci?n de la actividad motora en animales sujetos a experimentos.