Publicado en 'PANS'

El cerebro puede asimilar neuroprótesis como parte de la propia imagen del cuerpo de un paciente

Cerebro transparente
STANFORD UNIVERSITY
Publicado 26/08/2013 20:59:55CET

MADRID, 26 Ago. (EUROPA PRESS) -

Las neuronas táctiles y motoras del cerebro, que perciben el tacto y el movimiento de control, también puede responder a las señales visuales, según concluyen investigadores del Centro Médico de la Universidad de Duke, en Durham, Estados Unidos. Los resultados sugieren que el cerebro puede asimilar neuroprótesis como parte de la propia imagen corporal del paciente.

El estudio realizado monos, que aparece este lunes en la edición digital de 'Proceedings of the National Academy of Sciences' ('PANS'), proporciona nueva información sobre cómo las diferentes áreas del cerebro pueden trabajar juntas en la formación continua de la imagen interna del cuerpo en el cerebro, también conocida como el esquema corporal.

"El estudio demuestra por primera vez que la corteza somatosensorial o el tacto pueden estar influidos por la visión, lo que va en contra de todo lo escrito en los libros de neurociencia", sentenció el autor principal, Miguel Nicolelis, profesor de Neurobiología en la Escuela de Medicina de la Universidad de Duke.

"Los resultados apoyan nuestra teoría de que la corteza no esta estrictamente segregada en áreas relacionadas con una única función, como el tacto o la visión", añade.

Investigaciones anteriores han demostrado que el cerebro posee una imagen espacial interna del cuerpo, que es continuamente actualizada según el tacto, el dolor, la temperatura y la presión, conocido como sistema somatosensorial, recibido de la piel, las articulaciones y los músculos, así como de las señales visuales y auditivas.

Un ejemplo de esta dinámica es la "ilusión de la mano de goma", un fenómeno en el cual las personas desarrollan un sentido de la propiedad de una mano falsa cuando ven toca a la vez que algo toca su propia mano.

En un esfuerzo por encontrar una explicación fisiológica de la "ilusión de la mano de goma", los investigadores de Duke se centraron en la actividad cerebral de la corteza somatosensorial y motora de los monos. Estas dos áreas del cerebro no reciben directamente la información visual, pero el trabajo realizado en ratas por Edmond y Lily Safra, del Instituto Internacional de Neurociencias de Natal, en Brasil, lanza la teoría de que la corteza somatosensorial puede responder a las señales visuales.

En el experimento de Duke, los dos monos observaron una imagen realista, generada por ordenador, de un brazo de mono en contacto con una pelota virtual. Al mismo tiempo, los investigadores tocaron los brazos de los monos, lo que provocó una respuesta en sus áreas corticales somatosensorial y motora.

Entonces, los monos observaron el toque de la pelota en el brazo virtual sin que nada tocara físicamente a sus propios brazos y, en cuestión de minutos, los investigadores vieron que las neuronas localizadas en las áreas corticales somatosensorial y motora comenzaron a responder al brazo virtual sólo siendo tocado.

Las respuestas táctil y virtual se produjeron entre 50 y 70 milisegundos más tarde que con el contacto físico, lo cual es consistente con el tiempo implicado en las vías que unen las áreas del cerebro responsables de procesar la información visual a la corteza somatosensorial y motora. Esta demostración de que las neuronas corticales somatosensorial y motora pueden responder a los estímulos visuales sugiere que el procesamiento multifuncional se produce en toda la corteza de primates a través de un proceso altamente distribuido y dinámico.

"Estos hallazgos apoyan nuestra idea de que el cerebro funciona como una rejilla o red que está interactuando continuamente --dijo Nicolelis--. Las áreas corticales del cerebro están procesando múltiples flujos de información, al mismo tiempo, en lugar de estar separadas como se pensaba anteriormente".

La investigación tiene implicaciones para el futuro diseño de dispositivos neuroprotésicos controlados por interfaces cerebro-máquina, lo que mantiene la posibilidad de restaurar la función motora y somatosensorial a millones de personas que sufren de niveles graves de parálisis corporal.

La creación de neuroprótesis que quedan plenamente incorporadas en los circuitos sensoriales y motoras del cerebro podría permitir a los dispositivos integrarse en la imagen interna del cerebro del cuerpo. Nicolelis cree que esta idea puede incorporarse en el trabajo de un equipo internacional que trabaja para crear un dispositivo neuroprotésico controlado por el cerebro, un proyecto que cuyo primer exoesqueleto controlado por el cerebro se quiere presentar durante la ceremonia inaugural de la Copa Mundial de fútbol la FIFA 2014.

"A medida que nos volvemos competentes en el uso de herramientas, un violín, una raqueta de tenis, el ratón de la computadora o la prótesis del miembro, nuestro cerebro está probablemente cambiando su imagen interna de nuestro cuerpo para incorporar las herramientas como extensiones de nosotros mismos", concluye Nicolelis.

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