Investigadores de la Universidad de Houston han demostrado por primera vez que el uso de una interfaz cerebro-computadora aumentada con un avatar virtual para caminar puede controlar la marcha, lo que sugiere que el protocolo puede ayudar a los pacientes a recuperar la capacidad de caminar después del accidente cerebrovascular, algo de médula espinallesiones y ciertas otras discapacidades de la marcha.
Los investigadores dijeron que el trabajo, realizado en el Laboratorio de sistema de interfaz cerebro-máquina no invasivo de la Universidad, es el primero en demostrar que una interfaz cerebro-computadora puede promover y mejorar la participación cortical durante la caminata. El estudio, financiado por el Instituto Nacional de Enfermedades Neurológicasy Stroke, se publicó esta semana en Informes científicos .
José Luis Contreras-Vidal, profesor de ingeniería eléctrica e informática de Cullen en UH y autor principal del artículo, dijo que los datos estarán disponibles para otros investigadores. Si bien se ha realizado un trabajo similar en otros primates, este es el primero eninvolucrar a los humanos, dijo. Contreras-Vidal también es director del sitio del Centro BRAIN Construyendo avances confiables e innovación en neurotecnología, un Centro de Investigación Cooperativa de la Universidad / Industria de la Fundación Nacional de Ciencias.
Contreras-Vidal y los investigadores de su laboratorio usan monitoreo cerebral no invasivo para determinar qué partes del cerebro están involucradas en una actividad, usando esa información para crear un algoritmo o una interfaz cerebro-máquina, que puede traducir las intenciones del sujetoen acción.
Además de Contreras-Vidal, los investigadores del proyecto son el primer autor Trieu Phat Luu, investigador en ingeniería neuronal en UH; Sho Nakagome y Yongtian He, estudiantes graduados en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la UH.
"El control voluntario de los movimientos es crucial para el aprendizaje motor y la rehabilitación física", escribieron. "Nuestros resultados sugieren los posibles beneficios de usar un sistema BCI-VR interfaz cerebro-computadora-realidad virtual basado en EEG de circuito cerrado eninducir el control voluntario de la marcha humana "
Los investigadores ya sabían que las lecturas de electroencefalograma EEG de la actividad cerebral pueden distinguir si un sujeto está parado o caminando. Pero antes no sabían si una interfaz cerebro-computadora era práctica para ayudar a promover la capacidad de caminar, o quépartes del cerebro son relevantes para determinar la marcha.
En este caso, recolectaron datos de ocho sujetos sanos, todos los cuales participaron en tres ensayos que involucraron caminar sobre una cinta de correr mientras observaban un avatar en un monitor. Los voluntarios fueron equipados con un auricular de 64 canales y sensores de movimiento en elarticulación de cadera, rodilla y tobillo.
El avatar primero fue activado por los sensores de movimiento, lo que permitió que su movimiento imitara con precisión al del sujeto de prueba. En pruebas posteriores, el avatar fue controlado por la interfaz cerebro-computadora, lo que significa que el sujeto controló al avatar con su cerebro.
El avatar imitaba perfectamente los movimientos del sujeto cuando confiaba en los sensores, pero la coincidencia fue menos precisa cuando se usó la interfaz cerebro-computadora.
Contreras-Vidal dijo que era de esperar, y señaló que otros estudios han mostrado algunos errores iniciales de decodificación a medida que el sujeto aprende a usar la interfaz. "Es como aprender a usar una nueva herramienta o deporte", dijo. "Tienes queentender cómo funciona la herramienta. El cerebro necesita tiempo para aprender eso "
Los investigadores informaron una mayor actividad en la corteza parietal posterior y el lóbulo parietal inferior, junto con una mayor participación de la corteza cingulada anterior, que está involucrada en el aprendizaje motor y el monitoreo de errores.
El siguiente paso es usar el protocolo con pacientes, el tema de la tesis de He Ph.D.
"El atractivo de la interfaz cerebro-máquina es que coloca al usuario en el centro de la terapia", dijo Contreras-Vidal. "Tienen que participar porque tienen el control".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Houston . Original escrito por Jeannie Kever. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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