Articulo de referencia

BrainGate

BrainGate es un sistema de implante cerebral , actualmente en desarrollo y en ensayos clínicos, diseñado para ayudar a quienes han perdido el control de sus extremidades u otras...

BrainGate es un sistema de implante cerebral , actualmente en desarrollo y en ensayos clínicos, diseñado para ayudar a quienes han perdido el control de sus extremidades u otras funciones corporales, como pacientes con esclerosis lateral amiotrófica (ELA) o lesión de la médula espinal . La tecnología Braingate y los activos relacionados de Cyberkinetic son ahora propiedad de la empresa privada Braingate, Co. [ 1 ] El sensor, que se implanta en el cerebro , monitoriza la actividad cerebral del paciente y convierte la intención del usuario en comandos informáticos.

Tecnología

Unidad ficticia que ilustra el diseño de una interfaz BrainGate.

En su forma actual, BrainGate consta de un sensor implantado en el cerebro y un decodificador externo que se conecta a una prótesis u otro objeto externo. El sensor es una matriz de microelectrodos , antes conocida como Utah Array, compuesta por 100 electrodos ultrafinos que detectan la señal electromagnética de las neuronas que se activan en áreas específicas del cerebro, como la que controla el movimiento del brazo. El sensor traduce esta actividad en señales eléctricas, que se envían a un dispositivo externo y se decodifican mediante software. El decodificador se conecta al dispositivo y utiliza las señales cerebrales para controlarlo, por ejemplo, con un brazo robótico, el cursor de un ordenador o incluso una silla de ruedas. En esencia, BrainGate permite manipular objetos del mundo utilizando únicamente la mente.

Además del análisis en tiempo real de los patrones neuronales para transmitir el movimiento, el sistema BrainGate también es capaz de registrar datos eléctricos para su posterior análisis. Una posible aplicación de esta función sería que un neurólogo estudiara los patrones de convulsiones en un paciente con epilepsia .

Historia

BrainGate fue desarrollado originalmente por investigadores del Departamento de Neurociencia de la Universidad de Brown en colaboración con la empresa de biotecnología Cyberkinetics, Inc. Posteriormente, Cyberkinetics escindió la fabricación del dispositivo a Blackrock Microsystems, que ahora fabrica los sensores y el hardware de adquisición de datos. [ 2 ] La empresa BrainGate adquirió la propiedad intelectual y la tecnología relacionada de Cyberkinetics y continúa siendo propietaria de la propiedad intelectual relacionada con BrainGate. [ 1 ] [ 2 ]

Resultados de investigación y experimentación

Los primeros experimentos documentados que involucraron la implantación de la matriz de microelectrodos en un sujeto humano fueron realizados en 2002 por Kevin Warwick , Mark Gasson y Peter Kyberd . [ 3 ] El procedimiento, que se llevó a cabo en el Radcliffe Infirmary , consistió en la implantación de la matriz en los nervios periféricos del sujeto para lograr con éxito la funcionalidad motora y sensorial, es decir, la señalización bidireccional. [ 4 ]

El posterior ensayo clínico completo de BrainGate fue dirigido por investigadores del Hospital General de Massachusetts , la Universidad de Brown y el Departamento de Asuntos de Veteranos de los Estados Unidos , y se llevó a cabo entre 2004 y 2006, e incluyó el estudio de cuatro pacientes con tetraplejia . Los resultados, publicados en un artículo de 2006 en la revista Nature , mostraron que una persona con tetraplejia podía controlar un cursor en la pantalla de una computadora solo con el pensamiento, lo que le permitía abrir correos electrónicos y operar dispositivos como un televisor. [ 5 ] Uno de los participantes, Matt Nagle , tenía una lesión en la médula espinal, mientras que otro tenía ELA avanzada . [ 6 ]

En julio de 2009, investigadores del Massachusetts General Hospital, la Universidad de Brown y el Providence VA iniciaron un segundo ensayo clínico, denominado "BrainGate2". [ 7 ] [ 8 ] En noviembre de 2011, investigadores del Laboratorio Traslacional de Prótesis Neuronales de la Universidad de Stanford se unieron al ensayo como segundo centro. [ 9 ] Este ensayo continúa en curso .

En mayo de 2012, investigadores de BrainGate publicaron un estudio en Nature que demostraba que dos personas paralizadas por un accidente cerebrovascular del tronco encefálico varios años antes podían controlar brazos robóticos para alcanzar y agarrar. [ 10 ] Una participante, Cathy Hutchinson, pudo usar el brazo para beber café de una botella, [ 11 ] la primera vez que podía beber sin ayuda en 15 años. [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] Esto tuvo lugar en The Boston Home en Dorchester, Massachusetts , una residencia especializada donde residía la Sra. Hutchinson. [ 15 ] El estudio incluyó investigadores de la Universidad de Brown, el Departamento de Asuntos de Veteranos, el Hospital General de Massachusetts, la Facultad de Medicina de Harvard y el Centro Aeroespacial Alemán. [ 14 ]

Ensayos clínicos actuales

Los ensayos clínicos comenzaron en 2009 bajo el nombre de "Sistema de interfaz neuronal BrainGate2". [ 16 ] [ 17 ] A octubre de 2014La Universidad de Stanford, el Hospital General de Massachusetts, la Universidad Case Western Reserve (Ohio) y el Centro Médico de Veteranos de Providence estaban reclutando activamente participantes para el ensayo clínico BrainGate2 en curso. [ 17 ]

En abril de 2021, BrainGate se convirtió en la primera tecnología en transmitir comandos inalámbricos desde el cerebro humano a una computadora. El estudio clínico utilizó dos participantes con lesiones en la médula espinal. El estudio empleó un transmisor conectado a la corteza motora cerebral del sujeto para transmitir las señales. Se informó que la precisión y la velocidad de escritura y movimiento eran idénticas a las de las soluciones cableadas. [ 18 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 Kirsner, Scott (12 de agosto de 2009). "La interfaz cerebro-computadora de CyberKinetics tiene una segunda oportunidad" . Boston.com . Recuperado el 5 de abril de 2021 .
  2. 1 2 "Sistemas de investigación en neurociencia Blackrock Microsystems" . Consultado el 5 de abril de 2021 .
  3. Warwick, K, Gasson, M, Hutt, B, Goodhew, I, Kyberd, P, Andrews, B, Teddy, P y Shad, A: "La aplicación de la tecnología de implantes para sistemas cibernéticos", Archives of Neurology , 60(10), pp. 1369-1373, 2003 doi : 10.1001/archneur.60.10.1369
  4. Legato, M. Editor: “Principios de la medicina con perspectiva de género”, Academic Press, 2017
  5. Hochberg LR, Serruya MD, Friehs GM, Mukand JA, Saleh M, Caplan AH, Branner A, Chen D, Penn RD, Donoghue JP (julio de 2006). "Control de dispositivos protésicos mediante conjuntos neuronales en un ser humano con tetraplejía". Nature . 442 ( 7099): 164– 171. Bibcode : 2006Natur.442..164H . doi : 10.1038/nature04970 . PMID 16838014. S2CID 4347367 .  
  6. "Control mental" . Wired . 1 de marzo de 2005.
  7. "BrainGate - Transformando el pensamiento en acción" . 4 de diciembre de 2015.
  8. "BrainGate2: Estudio de viabilidad de un sistema de interfaz neural intracortical para personas con tetraplejia (BrainGate2)" .
  9. Tanya Lewis. «Stanford se une al equipo de BrainGate que desarrolla una interfaz cerebro-computadora para ayudar a personas con parálisis» . Facultad de Medicina de Stanford. Archivado del original el 9 de diciembre de 2011.
  10. Hochberg LR, Bacher D, Jarosiewicz B, Masse NY, Simeral JD, Vogel J, Haddadin S, Liu J, Cash SS, van der Smagt P, Donoghue JP (mayo de 2012). "Alcance y agarre por personas con tetraplejía usando un brazo robótico controlado neuralmente" . Nature . 485 ( 7398): 372–375 . Bibcode : 2012Natur.485..372H . doi : 10.1038/nature11076 . PMC 3640850. PMID 22596161 .  
  11. "Mujer paralizada mueve un robot con la mente - por Nature Video" . YouTube : Nature video. 16 de mayo de 2012. Archivado del original el 22 de diciembre de 2021. Consultado el 5 de abril de 2021 .
  12. "Personas con parálisis controlan brazos robóticos mediante una interfaz cerebro-computadora" . Universidad de Brown. Mayo de 2012.
  13. Abbott, Alison (16 de mayo de 2012). "Los brazos robóticos controlados por la mente son prometedores" . Nature . doi : 10.1038/nature.2012.10652 . S2CID 61793032 . 
  14. 1 2 "Personas con parálisis controlan brazos robóticos mediante una interfaz cerebro-computadora" . Universidad de Brown. 16 de mayo de 2012.
  15. "La conexión de Boston Home con un avance tecnológico" . 16 de mayo de 2012. Archivado del original el 15 de noviembre de 2013. Consultado el 30 de octubre de 2012 .
  16. "Ensayos clínicos" . Consultado el 5 de abril de 2021 .
  17. 1 2 "BrainGate2: Estudio de viabilidad de un sistema de interfaz neural intracortical para personas con tetraplejía (BrainGate2)" . ClinicalTrials.gov . Consultado el 5 de abril de 2021 .
  18. Cuthbertson, Anthony (3 de abril de 2021). "Científicos conectan el cerebro humano a una computadora de forma inalámbrica por primera vez" . The Independent . Consultado el 5 de abril de 2021 .
  • Empresa BrainGate
  • Investigación de BrainGate
  • Laboratorio de Prótesis Neuronales de la Universidad de Stanford
  • Una mujer paralizada mueve un brazo robótico solo con el pensamiento, CNET, mayo de 2012.
  • Descripción general de Braingate
  • Artículo de Gizmag
  • Artículo de Wired
  • Artículo de noticias de VWN