DAVID ALANDETE - Washington
El pasado jueves 10 de enero, un mono que estaba en Estados Unidos hizo que un robot se levantara y caminara en Japón. Para ello, simplemente utilizó su cerebro.
Idoya, el simio entrenado por científicos de la Universidad de Duke para este experimento, se limitó a hacer lo que ha hecho durante tres días a la semana desde hace dos meses: caminar erguida en una cinta de correr. 
La novedad en esta ocasión fue que Idoya tenía implantados en su cabeza unos electrodos que registraban la actividad de 300 de sus neuronas. "Detectamos qué neuronas entraban en acción cuando movía las caderas, cuáles lo hacían cuando movía los pies, y qué otras anticipaban sus movimientos", explica a EL PAÍS Miguel Nicolelis, neurólogo a cargo de este experimento.
Nicolelis y sus colegas grabaron a Idoya en vídeo y combinaron esta imagen con la información de su actividad cerebral. Con un programa informático creado por ellos mismos, se dieron cuenta de que podían predecir los movimientos de Idoya cuatro segundos antes de que se produjeran y con una precisión del 90%.
Mientras tanto, el robot CB, diseñado por Gordon Cheng, esperaba en el Laboratorio de Neurociencia Computacional de Kioto.
La novedad en esta ocasión fue que Idoya tenía implantados en su cabeza unos electrodos que registraban la actividad de 300 de sus neuronas. "Detectamos qué neuronas entraban en acción cuando movía las caderas, cuáles lo hacían cuando movía los pies, y qué otras anticipaban sus movimientos", explica a EL PAÍS Miguel Nicolelis, neurólogo a cargo de este experimento.
Nicolelis y sus colegas grabaron a Idoya en vídeo y combinaron esta imagen con la información de su actividad cerebral. Con un programa informático creado por ellos mismos, se dieron cuenta de que podían predecir los movimientos de Idoya cuatro segundos antes de que se produjeran y con una precisión del 90%.
Mientras tanto, el robot CB, diseñado por Gordon Cheng, esperaba en el Laboratorio de Neurociencia Computacional de Kioto.
Este artilugio está diseñado especialmente para imitar la locomoción humana. Cuando se conectó con Idoya, el robot comenzó a caminar, imitando sus pasos. Al mono se le enseñaba la actividad del robot en una pantalla. Cuando el humanoide se ponía en marcha al mismo ritmo que ella, Idoya recibía una recompensa: cereales.
La información de ida y la de vuelta tardaban un cuarto de segundo en llegar a sus destinos. Tal era la rapidez de las comunicaciones que el simio y el robot llegaron a moverse de forma totalmente idéntica, como si fueran uno solo.
La información de ida y la de vuelta tardaban un cuarto de segundo en llegar a sus destinos. Tal era la rapidez de las comunicaciones que el simio y el robot llegaron a moverse de forma totalmente idéntica, como si fueran uno solo.
Finalmente, se paró la cinta de correr. Idoya estaba ansiosa por conseguir más cereales. No quitaba los ojos de las piernas del robot. Al final, fue capaz de que CB caminara durante tres minutos más, ordenándoselo sólo con la mente.
El secreto, según Nicolelis, está en la visión. Idoya tenía unos electrodos implantados en la corteza cerebral motora, cerca de las sienes. Ésta había absorbido el patrón de movimiento de las piernas del robot. "Veía esas piernas como si fueran las suyas", explica este neurocientífico. "Y las movía como propias".
El resultado es prometedor. "Tenemos en nuestras manos un sistema que puede hacer que las personas o los animales controlen dispositivos externos con su propia mente", asegura Nicolelis. Sin embargo, hasta que se encuentre una forma segura de implantar electrodos en el cerebro humano, las investigaciones tendrán que seguir centradas en animales.
"Cuando superemos esa barrera, las personas privadas de movilidad podrán mover objetos, sólo con pensar en ello", según Nicolelis. "Lo que tenemos en mente es una especie de bypass, implantarle a los pacientes un traje que sería como un esqueleto externo, que se podría mover controlado por los impulsos cerebrales".
Ya en 2003 Nicolelis demostró que los monos pueden controlar instrumentos robóticos con su mente. Entonces, cuando un mono hizo que se moviera un brazo artificial, este investigador descubrió que se activó el 20% de las células de la corteza motora.
El Mundo
Un mono y un robot desvelan nuevos mecanismos cerebrales del movimiento. Los datos son útiles para el desarrollo de prótesis humanas inteligentes, Vea en un gráfico las fases de esta investigación
MARÍA SAINZ-MADRID.- Es pequeña y bastante delgada pero, a pesar de eso, la mona Idoya ha sido capaz de mover las piernas de un robot usando sólo su mente. El experimento, realizado por expertos de la Universidad de Duke, en EEUU, y de la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón, supone un paso adelante en el gran objetivo final: que las personas con parálisis vuelvan a caminar.
Los especialistas de Norteamérica, con bastante experiencia en el estudio de la actividad cerebral y el movimiento, entrenaron, durante un par de meses, a dos monos para que fueran capaces de andar erguidos sobre una cinta mecánica. Para ello se basaron en el sistema de recompensa y castigo.
Cuando los animales se acostumbraron a esta postura, se les implantó una serie de electrodos en el cerebro, que permitieron grabar la señal eléctrica que producen las neuronas mientras se camina. En total, se registró la actividad de 250 a 300 neuronas.
Además de esta información cerebral, se grabaron los movimientos de las extremidades inferiores de estos animales mientras paseaban por la cinta.
El secreto, según Nicolelis, está en la visión. Idoya tenía unos electrodos implantados en la corteza cerebral motora, cerca de las sienes. Ésta había absorbido el patrón de movimiento de las piernas del robot. "Veía esas piernas como si fueran las suyas", explica este neurocientífico. "Y las movía como propias".
El resultado es prometedor. "Tenemos en nuestras manos un sistema que puede hacer que las personas o los animales controlen dispositivos externos con su propia mente", asegura Nicolelis. Sin embargo, hasta que se encuentre una forma segura de implantar electrodos en el cerebro humano, las investigaciones tendrán que seguir centradas en animales.
"Cuando superemos esa barrera, las personas privadas de movilidad podrán mover objetos, sólo con pensar en ello", según Nicolelis. "Lo que tenemos en mente es una especie de bypass, implantarle a los pacientes un traje que sería como un esqueleto externo, que se podría mover controlado por los impulsos cerebrales".
Ya en 2003 Nicolelis demostró que los monos pueden controlar instrumentos robóticos con su mente. Entonces, cuando un mono hizo que se moviera un brazo artificial, este investigador descubrió que se activó el 20% de las células de la corteza motora.
El Mundo
Un mono y un robot desvelan nuevos mecanismos cerebrales del movimiento. Los datos son útiles para el desarrollo de prótesis humanas inteligentes, Vea en un gráfico las fases de esta investigación
MARÍA SAINZ-MADRID.- Es pequeña y bastante delgada pero, a pesar de eso, la mona Idoya ha sido capaz de mover las piernas de un robot usando sólo su mente. El experimento, realizado por expertos de la Universidad de Duke, en EEUU, y de la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón, supone un paso adelante en el gran objetivo final: que las personas con parálisis vuelvan a caminar.
Los especialistas de Norteamérica, con bastante experiencia en el estudio de la actividad cerebral y el movimiento, entrenaron, durante un par de meses, a dos monos para que fueran capaces de andar erguidos sobre una cinta mecánica. Para ello se basaron en el sistema de recompensa y castigo.
Cuando los animales se acostumbraron a esta postura, se les implantó una serie de electrodos en el cerebro, que permitieron grabar la señal eléctrica que producen las neuronas mientras se camina. En total, se registró la actividad de 250 a 300 neuronas.
Además de esta información cerebral, se grabaron los movimientos de las extremidades inferiores de estos animales mientras paseaban por la cinta.
Para visualizar las posturas con mayor facilidad, se les tiñeron las piernas con una pintura fluorescente.
Gracias a una serie de modelos matemáticos, los investigadores relacionaron las dos clases de datos obtenidos, los cerebrales y los de movimiento. Y realizaron una predicción en tiempo real del movimiento de Idoya, uno de los dos monos estudiados. Esa señal predictiva, con una fiabilidad del 90%, será la que se envíe al robot vía internet.
Por su parte, los expertos japoneses del proyecto 'Computational Brain' pusieron a punto a CB, uno de los robots más avanzados que existen en la actualidad.
Gracias a una serie de modelos matemáticos, los investigadores relacionaron las dos clases de datos obtenidos, los cerebrales y los de movimiento. Y realizaron una predicción en tiempo real del movimiento de Idoya, uno de los dos monos estudiados. Esa señal predictiva, con una fiabilidad del 90%, será la que se envíe al robot vía internet.
Por su parte, los expertos japoneses del proyecto 'Computational Brain' pusieron a punto a CB, uno de los robots más avanzados que existen en la actualidad.
Sus movimientos hidráulicos, su capacidad de balancearse automáticamente, lo que le impide caerse, o los sensores situados en sus extremidades son algunas de las claves de su avanzada anatomía.
El experimento.
El experimento.
Una vez ambos grupos estuvieron preparados, y siempre a distancia -una parte en EEUU y la otra en Japón, comenzó el experimento.
La mona y el robot se situaron en sendas cintas mecánicas. El animal comenzó a caminar mientras fijaba su atención en una pantalla en la que aparecían las piernas del robot. Casi a la vez, con un desfase de 200 microsegundos, CB también empezó a moverse con la ayuda de la señal que se le envió desde Nortemérica.
Tras una hora de caminata, la mona dejó de moverse pero el robot no se detuvo. Este hecho fue el más significativo. "La mona seguía pensando en el movimiento del robot -que había estado visualizando en la pantalla- y eso hizo posible que su mente lo mantuviera en marcha durante varios minutos, aunque ella misma no se estuviera moviendo", explica a elmundo.es Miguel L. Nicolelis, principal autor del estudio y profesor de Neurobiología en la Universidad de Duke.
"Esta es la novedad de nuestro trabajo. Se había visto claramente la relación entre el pesamiento y el movimiento de los brazos pero no con el de las piernas", aclara Nicolelis. Y añade: "Aunque seguiremos haciendo más estudios, este resultado es nuestra esperanza para las personas con parálisis. Por eso, en el futuro, tenemos planeado lanzar un proyecto global denominado 'Vuelve a caminar".
"Se trata de un gran avance en el conocimiento de cómo el cerebro controla el movimiento de nuestras piernas. Es una información vital y necesaria para desarrollar prótesis robóticas", recalca este profesor brasileño.
El sentido del tacto
Tras una hora de caminata, la mona dejó de moverse pero el robot no se detuvo. Este hecho fue el más significativo. "La mona seguía pensando en el movimiento del robot -que había estado visualizando en la pantalla- y eso hizo posible que su mente lo mantuviera en marcha durante varios minutos, aunque ella misma no se estuviera moviendo", explica a elmundo.es Miguel L. Nicolelis, principal autor del estudio y profesor de Neurobiología en la Universidad de Duke.
"Esta es la novedad de nuestro trabajo. Se había visto claramente la relación entre el pesamiento y el movimiento de los brazos pero no con el de las piernas", aclara Nicolelis. Y añade: "Aunque seguiremos haciendo más estudios, este resultado es nuestra esperanza para las personas con parálisis. Por eso, en el futuro, tenemos planeado lanzar un proyecto global denominado 'Vuelve a caminar".
"Se trata de un gran avance en el conocimiento de cómo el cerebro controla el movimiento de nuestras piernas. Es una información vital y necesaria para desarrollar prótesis robóticas", recalca este profesor brasileño.
El sentido del tacto
Además de asegurar un movimiento natural y automatizado, éste científico destaca la importancia de que a través de las prótesis también pueda captarse el sentido del tacto.
De hecho, él mismo, junto con su equipo de la Universidad de Duke, está investigando el contacto del pie contra el suelo, cada vez que se da un paso, tal y como la capta el robot CB, que cuenta con sensores en distintas partes de su cuerpo.
La idea es poder transmitir esta información sensorial al cerebro de los monos (siguiendo el camino contrario al que se llevó en el experimento descrito).
Uno de los principales inconvenientes para la aplicación de estos hallazgos en humanos tiene que ver con la naturaleza de los electrodos. De hecho, el tejido cerebral de las personas a las que se les colocan estos dispositivos suele dañarse, debido a un rechazo inmunológico, y los implantes dejan de funcionar pasado un tiempo.
Sin embargo, tal y como asegura Nicolelis, "un estudio que publicamos en 2004 ya demostraba que este tipo de rechazo ya no tiene por qué producirse". Por esta razón, y aunque no se aventura a dar una fecha para su aplicación general en humanos, afirma que "el año que viene es probable que nos depare muy buenas noticias".
Uno de los principales inconvenientes para la aplicación de estos hallazgos en humanos tiene que ver con la naturaleza de los electrodos. De hecho, el tejido cerebral de las personas a las que se les colocan estos dispositivos suele dañarse, debido a un rechazo inmunológico, y los implantes dejan de funcionar pasado un tiempo.
Sin embargo, tal y como asegura Nicolelis, "un estudio que publicamos en 2004 ya demostraba que este tipo de rechazo ya no tiene por qué producirse". Por esta razón, y aunque no se aventura a dar una fecha para su aplicación general en humanos, afirma que "el año que viene es probable que nos depare muy buenas noticias".
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