Los desarrollos recientes en neurociencia establecen altos requisitos para el manejo sofisticado de datos, sobre todo cuando las interfaces implantables Brain Machine se utilizan para establecer la comunicación electrónica entre las células nerviosas del cerebro y las computadoras.
Un nuevo método desarrollado por investigadores de la Universidad de Lund en Suecia hace posible recodificar señales neuronales en un formato que los procesadores de computadora pueden usar instantáneamente. El método ha sido publicado en la revista científica Neuroinformática .
Los investigadores de Lund utilizaron grabaciones simuladas de células nerviosas para evaluar el método. Pudieron demostrar que pueden recopilar simultáneamente datos de más de un millón de células nerviosas, analizar la información y proporcionar comentarios en unos pocos milisegundos.
"El método nos permitirá optimizar la forma en que utilizamos las grabaciones estables de alta calidad que podemos llevar a cabo con los electrodos desarrollados en el Centro de Investigación Neuronano", dice Jens Schouenborg, profesor de neurofisiología en la Universidad de Lund y uno de los investigadoresdetrás del estudio
El progreso en la investigación del cerebro en los últimos años ha dado lugar a desafíos de manejo considerables con respecto al volumen de información generada al "escuchar" y comunicarse con una gran cantidad de células nerviosas del cerebro, con aplicaciones en investigación básica, diagnóstico clínico y tratamiento.
Ya sea que se trate de usar las señales de las células nerviosas de un paciente paralizado para controlar un brazo robótico, o usar la información de las células nerviosas para revelar un ataque epiléptico inminente, existe la necesidad de un manejo e interpretación extremadamente rápido del gran volumende datos biológicos generados.
RECODE EN LENGUAJE INFORMÁTICO
El método que los investigadores del Centro de Investigación Neuronano de la Universidad de Lund han desarrollado permite la comunicación simultánea en tiempo real con millones de células nerviosas.
"Recodificar las señales de las células nerviosas directamente en el código de bits aumenta drásticamente la capacidad de almacenamiento". Sin embargo, la mayor ganancia es que el método nos permite almacenar la información de manera que esté disponible de inmediato para los procesadores de las computadoras ", explica JensSchouenborg.
Además de la gran cantidad de células nerviosas y el volumen de información en las señales de cada célula, el desafío es que la información debe traducirse simultáneamente para facilitar una comunicación significativa con el cerebro.
ESCUCHANDO LAS CÉLULAS NERVIOSAS INDIVIDUALES
Martin Garwicz, uno de los investigadores detrás del estudio, describe cómo su método difiere de otras formas de analizar la actividad de las células nerviosas basadas, por ejemplo, en el EEG, en el que los electrodos se colocan en el exterior del cuero cabelludo.
"Imagina que quieres escuchar de lo que están hablando diez personas en la habitación de al lado. Si escuchas al poner la oreja contra la pared, solo escucharás murmullos, pero si pones un micrófono a cada persona en la habitación,transforma su capacidad de entender la conversación. Y luego piense en poder escuchar a un millón de personas, encontrar patrones en lo que se comunica y responder instantáneamente, eso es lo que hace posible nuestro nuevo método ", dice Martin Garwicz, profesor de neurofisiología.en la Universidad de Lund.
REQUERIDO NUEVAS FORMAS DE MANEJO DE DATOS
El método desarrollado por los investigadores permite la comunicación bidireccional con células nerviosas individuales.
"Un beneficio considerable de esta arquitectura y formato de datos es que no requiere más traducción, ya que las señales del cerebro se traducen directamente en código de bits. Esto significa una ventaja considerable en toda comunicación entre el cerebro y las computadoras, no menos importante con respecto a la clínicaaplicaciones ", dice Bengt Ljungquist, autor principal del estudio y estudiante de doctorado en la Universidad de Lund.
La investigación ha sido financiada por la Fundación Knut y Alice Wallenberg, el Consejo de Investigación de Suecia y la Universidad de Lund.
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Materiales proporcionado por Universidad de Lund . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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