Planteamiento del problema. Antecedentes del BrainGate

Planteamiento del problema

Hoy en día las nuevas tecnologías al servicio de la humanidad están a la orden del día. Cada vez los avances en estos cambios van en aumento y sobre todo en el campo de la medicina.  Alrededor de todo el mundo existen personas que son tetrapléjicas, es decir, que no pueden hacer movimiento alguno debido a un problema vertebral que puede ser por nacimiento o por un incidente, sin embargo, ¿cómo es posible que este tipo de personas tengan una vida hasta un cierto punto ¨normal¨?, es la interrogante de hoy. Sin embargo la tecnología ha avanzado demasiado lo que ha podido generar un sistema llamado ¨BrainGate¨.

Introducción

Muchas son las formas en las que la tecnología están ayudando a la humanidad gracias a la ingeniería de la medicina. BrainGate es un implante en el cerebro del sistema construido en desarrollo a los servicios de los ensayos clínicos, diseñado para ayudar a los que han perdido el control de sus extremidades u otras funciones corporales, tales como pacientes con esclerosis lateral amiotrófica o médula lesión de la médula. El sensor, que se implanta en el cerebro, monitorea la actividad cerebral en el paciente y convierte la intención del usuario en comandos de la computadora.

Además, de un sensor de 16 canales implantado en el paciente, capta las señales cerebrales de la persona, identificando las que se relacionan expresamente con el movimiento del brazo y la hace llegar al momento a un ordenador. Un algoritmo especial para identificar señales vinculadas al movimiento traduce estos datos en una orden dirigida al aparato de estimulación eléctrica. Este último es el que empuja los músculos para efectuar los movimientos del brazo deseados por el paciente. Actualmente, la tecnología BrainGate permite que los pacientes paralíticos puedan mover 18 músculos de su brazo o su mano.

Este implante cerebral tuvo sus inicios en el año 2004, y posteriormente con más avances en el 2006 (actualmente aún se continua trabajando al respecto) para mejorar y que sea mucho más preciso el manejo de la prótesis por medio de la mente.

De una forma más específica y sofisticada, el implante ¨Braingate¨ consta de un sensor colocado en el cerebro y un dispositivo decodificador externo, que se conecta a algún tipo de prótesis u otro objeto externo. El sensor utiliza 100-pelofino electrodos que detectan la firma electromagnética de neuronas disparando en áreas específicas del cerebro, por ejemplo, la zona que controla el movimiento del brazo. El sensor se traduce en señales que las actividades cargadas eléctricamente, que se envían a continuación a un dispositivo externo y decodificada en el software. El decodificador se conecta y puede usar las señales del cerebro para controlar un dispositivo externo, tal como un brazo robótico, un curso de ordenador, o incluso una silla de ruedas. En esencia, BrainGate permite a una persona para manipular objetos en el mundo utilizando sólo la mente.

Este proyecto, con un chip en el cerebro ha sido capaz de usar un brazo robótico para alcanzar y coger una botella con café, acercársela lo suficiente a la cara como para poder beber con una pajita y luego volver a colocar la botella en la mesa, esto demuestra la viabilidad del Braingate.

Antecedentes del BrainGate

La apoplejía, lesión de la médula espinal (paraplejia) y enfermedades neuromusculares, como por ejemplo la esclerosis lateral amiotrófica afecta a millones de personas alrededor de todo el mundo. Las personas afectadas pueden experimentar graves desafíos en la movilidad y la comunicación.

En la actualidad existen diferentes sistemas que tratan mejorar las habilidades de las personas con algún padecimiento que les impide ya sea moverse (es decir, que no pueden llevar a cabo ninguna actividad que implique movimiento) por lo que consecuentemente surgen tecnologías para llevar a cabo algún movimiento hacia estas personas o inclusive que se lleguen a comunicar, sin embargo, en muchos casos, estos sistemas se han encontrado para ser poco fiables y difíciles de usar.

Las personas que utilizan dispositivos sólo son capaces de comunicarse a una velocidad de menos de 10% de la de tradicional discurso, en palabras más simples, la comunicación que se lleva a cabo con estos recursos no son los adecuados como lo haría una persona sin ninguna anomalía. Debido a la falta de fiabilidad de las  tecnologías, muchos individuos encerrados en utilizar una tabla de carta para la comunicación, apoyándose en una díada, o una estrecha interacción con una segunda persona, para interpretar las cartas destinadas desde leve que indican movimientos de los ojos u otras formas confiables de señalización. Actualmente, hay una necesidad de un sistema eficiente, comunicación robusta que puede permitir a los individuos para comunicarse de manera eficiente.

La corporación del BRAINGATE  es una firma de capital privado enfocada en el avance del Sistema de Interfaz Neuronal. La compañía es propietaria de la propiedad  del sistema BrainGate, así como la nueva tecnología que está desarrollando la compañía.  

La compañía del  BRAINGATE fue fundada por el presidente Jeffrey M. Stibel y está compuesta por un experimentado equipo de empresarios cuyo objetivo es avanzar en el movimiento a través del pensamiento solo. Esto se logra a través de la asociación con las principales instituciones académicas, empresas y diversas organizaciones que trabajan en la investigación, la ciencia y el desarrollo de la tecnología comercial aplicado. 

La tecnología BrainGate es un sistema de implante cerebral construido y que era propiedad de Cyberkinetics, actualmente en desarrollo y en los ensayos clínicos, diseñado para ayudar a los que han perdido el control de sus extremidades, u otras funciones corporales, tales como pacientes con esclerosis lateral amiotrófica o la médula lesión de la médula. El sensor, que se implanta en el cerebro, monitorea la actividad cerebral en el paciente y convierte la intención del usuario en comandos de ordenador.

El director Jeffrey M. Sttibel (2008) afirma: “Nuestra misión es mejorar la calidad de vida de todos los seres humanos con discapacidad. Estamos, además, tratamos de aumentar el uso de la tecnología relacionada BrainGate tanto en aplicaciones médicas y no médicas y facilitar la innovación en la investigación del cerebro invasiva y no invasiva” (pp.4).

La mesa directiva del corporativo BRAINGATE (2008) ponen en claro que: “Los objetivos de la Empresa BrainGate es crear tecnología que permitirá a las personas con discapacidades graves, incluyendo las personas con lesión medular traumática y pérdida de miembros-de comunicarse y controlar las funciones comunes de todos los días, literalmente, a través del pensamiento” (pp. 5). 

Descripción del BrainGate

El sistema de interfaz neural es un sistema de investigación, compuesto por una matriz de 96 microelectrodos implantado en la mano de área / brazo de la corteza motora primaria y un carro externo de ordenadores. Señales neuronales grabadas desde la matriz se traducen en comandos para realizar tareas básicas, tales como mover un cursor del ordenador o el brazo robótico. Un uso potencial de la neural impulsada apuntar y hacer clic en el control previamente demostrada sería la de introducir texto en una interfaz de comunicación.

Este dispositivo, en vez de un conector para enchufar los cables, lo que lleva es un receptor de radio y un emisor de rayos infrarrojos que se sitúa debajo de la piel de su cráneo. Es invisible.

Los rayos infrarrojos son los que se usan en los mandos a distancia de televisiones, DVDs, TDT y otros electrodomésticos; son capaces de atravesar la piel. Por tanto, las señales de los electrodos llegan a la computadora sin ningún problema.

Dice Donoghue (2008): “Cerebro al mundo: una perspectiva de Sistema Interfaz Neuronal y un nuevo potencial que regresa las funciones perdidas de las personas con parálisis”. Lo que dijo tiene mucha razón puesto que la tecnología aplicada a este mecanismo es un nuevo cerebro para quienes no tienen la habilidad de moverse por algún padecimiento. El nuevo sistema diseñado ha hecho que personas que creyeron que jamás pensaron mover algo o incluso hacer un pequeño movimiento lo han logrado gracias a esta nueva tecnología neuronal que se está implementando actualmente.

Las neuronas son las células que utilizan un lenguaje de impulsos eléctricos para comunicar mensajes desde el cerebro hasta el resto del cuerpo. En Cyberkinetics, existe la tecnología para detectar, transmitir, analizar y aplicar el lenguaje de las neuronas. Ahí se encuentran desarrollando productos para restaurar la función, así como para monitorizar, detectar y responder a una variedad de trastornos neurológicos enfermedades y trastornos¨ (pp.11).

Hoy en día se ofrece un enfoque de sistemas con una tecnología de base de sentir, transmitir, analizar y aplicar el lenguaje de las neuronas en los dos ámbitos a corto y largo plazo. La tecnología de plataforma se basa en los resultados de varios años de investigación y desarrollo en las principales instituciones académicas como la Universidad de Brown, del Instituto de Massachusetts Tecnología de la Universidad de Emory y la Universidad de Utah¨-dijo Malik (2010 pp. 2)

Funcionamiento interno y externo del BrainGate

De acuerdo a Bolu Ajiboye (2012): ¨Las neuronas funcionan en el cerebro gracias a impulsos eléctricos. Durante el último siglo, las investigaciones en neurología han demostrado que las diversas frecuencias de onda de dichos impulsos responden a distintos estados emocionales, pensamiento, acciones, etcétera. Estos hallazgos médicos serán llevados ahora al mercado tecnológico.

El Briangate es un dispositivo capaz de recibir e interpretar los impulsos nerviosos de nuestros cerebros para luego descifrar la acción que deseamos realizar, lo que ha servido para ayudar a las personas paralíticas realizar movimientos y funciones a través de su mente¨ (pp 1), retomando lo que este autor mencionó en una publicación las neuronas funcionan por medio de impulsos eléctricos y son los encargados de enviar señales a todo el cuerpo, ya sea para hacer cierto movimiento, pensar, o hacer cualquier actividad, pero al ser una persona con paraplejia las cargas neuronales no se desplazan a ciertas partes del cuerpo y por ende no hay movimiento, es como si no posean la extremidad o extremidades. Sin embargo investigaciones en el área médica con ayuda de la ingeniería han podido aprovechar los impulsos neuronales que genera una persona con tal estado y ser usada para el bien de este, por lo que fue creado el sistema de Braingate que es capaz de recibir las identidades neuronales y darle una interpretación (recordemos que la mente aún genera cargas para dar movimiento pero estos no llegan a su lugar de destino por el estado de la persona). Es de suma importancia emplear los recursos que el propio cerebro genera como en este caso son las cargas que las neuronas crean que serán almacenadas en unos pequeños electrodos.

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