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¿Cómo los implantes en el cerebro pueden ayudar a las personas con parálisis

Incluso un movimiento tan simple como levantar una taza de té, su cuerpo requiere una gran cantidad de acción. Los músculos de las manos deben trabajar para moverlo a la taza. Los músculos de la palma de la mano deben estar abiertas, por lo que se puede captar la taza y, a continuación, cerrar los dedos alrededor de retenerla. A continuación, los músculos de los hombros deben estar en posesión de la mano para que no vacila debido al peso extra de la copa. Todos estos músculos tienen que trabajar con precisión y de manera coordinada, mientras piensa que ha recién hecho té en sí.


¿Cómo consigo los músculos paralizados?

Por eso, para hacer que el miembro paralizado a moverse de nuevo con tanta fuerza. La mayoría de los músculos paralizados todavía puede funcionar, pero su conexión con el cerebro se ha perdido, por lo que no recibirá instrucciones para la acción. Por desgracia, los médicos aún no han aprendido a restaurar la lesión de la médula espinal, pero no es una solución. Podemos conseguir alrededor de él y de dar instrucciones a los músculos de forma artificial. A través del desarrollo de la tecnología para la lectura e interpretación de la actividad cerebral, estas instrucciones puede venir directamente de la cabeza del paciente.

Podemos hacer que los músculos paralizados a trabajan estimulando sus electrodos dispuestos en su interior o alrededor de los nervios que los abastecen. Esta tecnología se conoce como "estimulación eléctrica funcional." Puede ser utilizado no sólo para ayudar a las personas con parálisis para moverse, sino también para restaurar la función de la vejiga, para estimular la tos eficaz, así como para el alivio del dolor. Esta tecnología puede hacer una gran diferencia en la vida de las personas con lesión de la médula espinal.

Un estudio realizado por investigadores

Dimitar Blanc y sus colegas están trabajando en cómo combinar esta tecnología con un complejo conjunto de instrucciones necesarias para operar con una sola mano. Si desea recoger una taza de té, que es necesaria para estimular los músculos, cuándo y cuánto? Estas instrucciones son muy complejas, y no sólo debido a la gran cantidad de músculos que están involucrados aquí. Tan pronto como usted bebe té, las instrucciones han cambiado, ya que el peso de la copa va a disminuir. Con el fin de hacer otra cosa, por ejemplo, rascarse la nariz, las instrucciones serán completamente diferentes.

En lugar de simplemente probar varias instrucciones a los músculos paralizados, con la esperanza de encontrar los que trabajan, los investigadores utilizaron modelos informáticos del sistema musculoesquelético para calcularlos. Estos modelos son la descripción matemática de cómo funcionan los músculos, los huesos y las articulaciones durante los movimientos. En la simulación, es posible hacer que los músculos fuertes o más débiles, paralizado o estimuladas exterior. Por lo tanto, es posible probar rápida y segura diferentes patrones de impulsos para ver cuáles tienen más éxito.

el modelado de los músculos

Para probar la tecnología, los científicos implantaron 24 electrodos en los músculos y los nervios de los participantes en el estudio. Utilizaron una simulación para decidir dónde colocar los electrodos, ya que los músculos paralizados más de los electrodos en los modernos sistemas de estimulación eléctrica funcional.

Si pudiera elegir, ¿qué mejor estimular los músculos: subescapular o periostio? Si es necesario estimular el nervio axilar, en la que desea colocar el electrodo? Para responder a estas preguntas difíciles, los investigadores utilizaron una simulación con diferentes conjuntos de electrodos, y elegir la que permitió un modelo de computadora para hacer el movimiento más eficaz.

Actualmente el equipo está trabajando en un brazo que se estabiliza grupo muscular, el dicho casquillo giratorio. Si las instrucciones que se llega a ella, la mano equivocada puede saltar fuera del hombro. Es por ello que las simulaciones por ordenador son indispensables en este estudio. Para poner estos experimentos los participantes que nadie se hubiera atrevido.

nuevos retos

Saber cómo activar los músculos paralizados para producir tráfico útil – esto es sólo la mitad del problema. Los científicos también han de decidir en qué momento para activar los músculos, por ejemplo, cuando el usuario quiere recoger un objeto. Una de las opciones – es la transmisión de esta información directamente del cerebro. Recientemente, investigadores de los EE.UU. utilizan el implante para escuchar las células individuales en el cerebro de una persona paralizada. Puesto que los diversos movimientos asociados con las diversas formas de la actividad cerebral, el participante puede elegir uno de los seis movimientos preprogramados, que luego se generaron mediante la estimulación de los músculos de la mano.

la lectura del cerebro

Si bien este es un emocionante paso adelante en el campo de las prótesis neuronales, muchos problemas siguen sin resolverse. Idealmente, los implantes en el cerebro deben trabajar durante muchas décadas. Pero por el momento es difícil registrar incluso las señales que se necesitan dentro de unas semanas, por lo que estos sistemas deben ser calibrados periódicamente. El uso de los nuevos diseños de implantes o diferentes señales del cerebro puede mejorar la estabilidad a largo plazo.

Además, los implantes escuchan sólo una pequeña fracción de los millones de células que controlan nuestras extremidades, por lo que el rango de movimiento puede ser muy limitada. Sin embargo, el control de las extremidades robóticas cerebrales con un cierto grado de libertad todavía puesto y las posibilidades de esta tecnología se están desarrollando rápidamente.

la tecnología del futuro

Por último, el movimiento suave y sin esfuerzo que percibimos como algo que se da por sentado, son guiados por un rico sistema de retroalimentación sensorial que le dice al cerebro donde nuestras manos, y cuando nuestros dedos tocan los objetos. Estas señales se pueden perder después de la lesión, por lo que los investigadores también están trabajando en implantes en el cerebro que pueden restaurar la sensación y el movimiento.

Algunos científicos creen que la tecnología de lectura cerebro puede ayudar a las personas con mayor eficacia operable para interactuar con los ordenadores, teléfonos móviles e incluso directamente de los cerebros de otras personas. Sin embargo, ahora se queda en el campo de la ciencia ficción, mientras que los controles cerebrales para aplicaciones médicas se está convirtiendo en una realidad clínica.