Mente mueve brazo robótico y choca esos cinco

Ya van como cinco casos reportados, aunque pueden ser más: cuadripléjicos que mueven con su pensamiento un brazo robótico y realizan una tarea que por años no han podido: tomar una bebida o, ahora, hasta tocar otra persona.

El último reporte acaba de aparecer en Plos One. Investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Pittsburgh y el UPMC describieron cómo una red de electrodos conectados al cerebro le permitieron a un hombre paralizado de 30 años de edad controlar el movimiento de un carácter en una pantalla de computador en tres dimensiones solo con su pensamiento. El hombre pudo mover también un brazo robótico para tocar la mano de un amigo por primera vez en 7 años luego de un accidente en motocicleta.

Mediante una interfaz cerebro-computador, los pensamientos de Tim Hemmes, quien tiene una lesión de la médula que le dejó incapaz de mover su cuerpo de los hombros para abajo son interpretados por algoritmos de computador y traducidos en intenciones de movimiento de un cursor de computador y luego un brazo robótico, explicó Wei Wang, profesor del Departamento de Medicina Física y Rehabilitacio´n del Pitt School of Medicine

“Cuando Tim logró chocar esos cinco con el brazo robótico, supimos que la tecnología tenía el potencial de ayudar a la gente que no podía mover sus propios brazos para ganar independencia”, agregó Wang.

Seis semanas antes de la cirugía de implante, el equipo procedió con imágenes de resonancia magnética funcional del cerebro de Hemmes mientras él veía videos del movimiento del brazo. La información fue luego usada para colocar un marco de electrocortigrafía con una red de 28 electrodos del tamaño de una estampilla de correo sobre la superficie de la región cerebral que las imágenes mostraron que controlaban el movimiento del brazo y la mano derechos.

Los alambres del dispositivo fueron conducidos bajo la piel de su cuello para emerger en el pecho, donde se podían conectar a los cables de un computador. Pronto fue capaz de moverlo.

¿En cuánto estarán disponible estas tecnologías? Aunque han demostrado su utilidad y funcionalidad, falta superar problemas como la red de alambres que se debe disponer entre el cerebro y los aparatos.

Pero se ha avanzado.

En la foto de Plos One, sitio donde se colocó la red de electrodos.

Revierten parálisis en micos

Si se rompió la comunicación entre el cerebro y la mano ¿cómo restablecerla?

El sueño de toda persona paralizada, volver a mover sus miembros, podría estar un paso más cerca.

Científicos presentaron en Nature una manera de recuperar el movimiento restableciendo las conexiones rotas tras una lesión en la columna. El procedimiento resultó exitoso en simios.

Los científicos implantaron electrodos en un centro de control del movimiento en el cerebro, conectándolos con electrodos unidos a los músculos del brazo.

El avance se vale de dos logros de los últimos años: las prótesis desarrolladas para que una persona pueda controlar con la mente el cursor de un computador o manipular un brazo robótico, implantes aún en experimentación; y las prótesis que se valen del movimiento residual del hombro para estimular los músculos del brazo permitiendo asir objetos con la mano.

En el nuevo desarrollo, Lee Miller, de Northwestern University Feinberg School of Medicine en Chicago, Illinois, y colegas, implantaron redes de electrodos en la corteza motriz primaria de dos simios. Es la región cerebral que imparte órdenes de movimiento a los músculos del cuerpo, permitiéndoles registrar la actividad de cerca de 100 neuronas en ese punto.

En otra cirugía, se implantaron hasta 5 electrodos en tres músculos del brazo usados para agarrar objetos con la mano. Al grabar simultáneamente los electrodos en cerebro y músculos cuando los monos cogían objetos, se desarrollaron algoritmos computarizados de descodificación que predecían cómo las señales del cerebro se traducían en actividad eléctrica en cada uno de los tres músculos. Luego se esperaba demostrar que los algoritmos podían interpretar órdenes del cerebro en un mico paralizado y entregar el estímulo adecuado a los músculos para provocar el movimiento deseado.

Para eso, inyectaron una droga que bloquea los nervios para paralizar temporalmente una mano y el brazo de los simios. Estos no podían hacer una tarea simple ya aprendida, coger una pelota y meterla por un tubo para obtener un jugo como recompensa. Cuando se encendió la neuroprótesis, lo pudieron hacer con éxito el 80% de las veces.

Se espera que funcione en humanos. No hay impedimentos técnicos para hacer ensayos, pero recibir la aprobación y reclutar voluntarios tardará unos años, dijo Miller.

De todas maneras, la parálisis inducida en los simios no es idéntica a la que sufre una persona paralizada de verdad, que exige activar muchos músculos más. Es la duda que tendrá que ser resuelta en los ensayos.

Dibujo cortesía Nature

Carro gigante sale hoy para Marte

Si el clima lo permite, hoy en la mañana parte hacia Marte una nueva misión de exploración del suelo marciano: el Mars Science Laboratory, la máquina científica más completa enviada hasta hoy por el hombre al vecino planeta rojo.

Del tamaño de un auto, el explorador, llamado también Curiosity, descenderá al pie de una montaña dentro del cráter Gale en agosto de 2012. El cráter se extiende por 154 kilómetros.

Las capas en esa zona sugieren que se trata del remanente de una serie de depósitos.

Marte está en nuestra mira”, dijo Charles Bolden, administrador de la Nasa. La sonda, agregó, retribuirá no solo valiosa información sino que servirá como una misión precursora para la futura exploración humana del planeta.

Durante su misión de un año marciano (casi dos años terrestres) Curiosity dispondrá sus herramientas para estudiar si en la región donde aterrizará hubo condiciones ambientales favorables para la vida microbiana y si alguna vez existió vida allí.

“Los científicos identificaron Gale como la mejor elección para lograr las metas de la nueva misión”, explicó Jim Green, director de la División de Ciencias Planetarias de la Nasa. “El sitio presenta un paisaje dramático y también un gran potencial para hallazgos científicos significativos”.

El lugar fue seleccionado en 2008 por más de 100 investigadores.

Curiosity es casi el doble de largo y cinco veces más pesado que cualquier otro explorador de Marte. Sus 10 instrumentos incluyen dos para ingerir y analizar muestras de roca pulverizada que recoja el brazo robótico. Una fuente de poder de radioisótopos suministrará calor y electricidad.

Cuando la cápsula llege a Marte, desplegará un paracaídas y luego liberará al explorador con un módulo que accionará sus cohetes, soltando a Curiosity con amarras que se irán estirando, hasta que el carro toque suelo marciano y el módulo lo suelte, para luego caer él en otro lugar.

La porción del cráter donde llegará Curiosity muestra un depósito aluvial, probablemente formado por sedimentos transportados por el agua. Las capas en la base de la montaña contienen arcillas y sulfatos, conocidos por formarse con el agua.

La carga científica del vehículo puede identificar otros ingredientes de la vida, como los bloques constitutivos basados en carbono, llamados compuestos orgánicos, que podrían estar protegidos por la arcilla y los sulfatos cerca del fondo de la montaña de Gale.

Para el lanzamiento hoy, los cuatro motores se encenderán durante 112 segundos, elevando luego al cohete Atlas. Tres minutos y veinticinco segundos tras el lanzamiento, la nariz con el conjunto del explorador se abrirá. Luego la primera etapa caerá al Océano Atlántico.

El motor Centauro, entonces, encendidos 4 minutos y 38 segundos después del lanzamiento moverán la segunda etapa del cohete y durante 7 minutos se mantendrá encendido. el cohete estará entonces en órbita alrededor de la Tierra, a entre 165 y 324 kilómetros de altura. Allí permanecerá de 14 a 30 minutos.

Un segundo encendido del Centauro durante 8 minutos sacará la nave de órbita y la pondrá en curso hacia Marte. A los 44 minutos contados desde el lanzamiento, la nave se separará de la segunda etapa, que hará una maniobra para evitar chocarla.

Tras esa fase, la nave tendrá comunicaciones con tierra.

Imagen cortesía Nasa/JPL-Caltech en la que se aprecia el cráter Gale y su montaña en el medio.

Video del descenso en Marte: http://youtu.be/xqqBy7C8gyU