Consiguen dominar brazo robótico con la mente humana

Investigadores de la Universidad de Minnesota, en Estados Unidos, han hecho un gran avance que permite a las personas controlar un brazo robótico utilizando sólo sus mentes. La investigación, que se detalla en un artículo publicado en ‘Scientific Reports‘, tiene el potencial de ayudar a millones de personas que están paralizadas o tienen enfermedades neurodegenerativas.

Esta es la primera vez en el mundo que las personas pueden mover un brazo robótico para alcanzar y agarrar objetos en un complejo entorno 3D usando sólo sus pensamientos sin un implante cerebral", afirma el autor principal de la investigación, Bin He, profesor de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Minnesota. "Sólo imaginando mover sus brazos, pudieron mover el brazo robótico", destaca.

La técnica no invasiva, denominada electroencefalografía (EEG) basada en la interfaz cerebro-computadora, registra la leve actividad eléctrica del cerebro de los sujetos a través de un gorro EEG especializado y de alta tecnología equipado con 64 electrodos y convierte los "pensamientos" en acción.

Ocho personas completaron las sesiones experimentales del estudio con el gorro de EEG, los cuales aprendieron gradualmente a imaginarse moviendo sus propios brazos sin moverlos para controlar un brazo robótico en el espacio 3D. Comenzaron a aprender a controlar un cursor virtual en la pantalla del ordenador y luego aprendieron a dirigir un brazo robótico para alcanzar y agarrar objetos en lugares fijos sobre una mesa.

Con el tiempo, fueron capaces de mover el brazo robótico para alcanzar y agarrar los objetos en lugares aleatorios sobre una mesa y mover objetos de la mesa a un estante de tres baldas sólo pensando en estos movimientos. Los ocho sujetos podían controlar un brazo robótico para recoger objetos en ubicaciones fijas con una tasa de éxito promedio por encima del 80 por ciento y mover objetos de la mesa a la estantería con una tasa de éxito promedio por encima del 70 por ciento.

Esto es emocionante ya que todos los sujetos lograron las tareas utilizando una técnica completamente no invasiva. Vemos un gran potencial de esta investigación para ayudar a las personas que están paralizadas o tienen enfermedades neurodegenerativas a ser más independiente sin necesidad de implantes quirúrgicos", subraya.

Los investigadores explican que la tecnología de interfaz cerebro-ordenador funciona gracias a la estructura de la corteza motora, el área del cerebro que gobierna el movimiento. Cuando los seres humanos se mueven, o piensan en un movimiento, las neuronas en la corteza motora producen diminutas corrientes eléctricas.

Pensar en un movimiento diferente activa una nueva selección de neuronas, un fenómeno confirmado por validación cruzada usando la resonancia magnética funcional en un estudio anterior. La clasificación de este grupo de neuronas mediante procesamiento avanzado de señales sentó las bases para la interfaz cerebro-ordenador usada por los investigadores de la Universidad de Minnesota.

La investigación sobre el brazo robótico se basa en el trabajo publicado por ‘He’hace tres años en el que los sujetos eran capaces de hacer volar un pequeño quadcopter utilizando la tecnología no invasiva EEG.

Hace tres años, no estábamos seguros de que fuera posible mover un brazo robótico más complejo para coger y mover objetos usando esta tecnología de interfaz cerebro-ordenador -relata–. Estamos gratamente sorprendidos de que haya funcionado con una alta tasa de éxito y en un grupo de personas".

He anticipa que el siguiente paso de la investigación será desarrollar aún más esta tecnología de interfaz cerebro-ordenador fabricando una prótesis robótica controlada por el cerebro unida al cuerpo de una persona o examinar cómo esta tecnología podría funcionar con alguien que ha sufrido un accidente cerebrovascular o está paralizado.

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