El avance podría propiciar el desarrollo de prótesis vinculadas al cerebro
Un equipo de investigadores del Centre for Brain and Mind, de la Universidad de Western Ontario, en Canadá, ha conseguido "adivinar" la acción planeada por un individuo instantes antes de que éste la ejecute, a partir del análisis de las imágenes de su actividad cerebral.
El logro ha sido publicado esta misma semana en el Journal of Neuroscience, en un artículo titulado "Decoding Action Intentions from Preparatory Brain Activity in Human Parieto-Frontal Networks" (Decodificando las intenciones de acción a partir de la actividad preparatoria del cerebro en las redes parietofrontales humanas).
Según Jason Gallivan, neurocientífico de la Universidad de Western Ontario y autor principal del artículo, ha declarado en un comunicado de dicha universidad que este avance "es un paso importante hacia la comprensión de cómo planifica el ser humano sus propias acciones".
Registro de imágenes de la actividad neuronal
A lo largo del año que duró la investigación, los científicos registraron la actividad neuronal de diversos individuos, utilizando la tecnología de exploración por resonancia magnética functional (IRMf). Esta técnica permite mostrar en imágenes las regiones cerebrales que ejecutan una tarea determinada.
Según afirma al respecto Jody Culham, profesora de psicología de la Universidad de Western Ontario y autora experta del artículo de Journal of Neuroscience: "Las neuroimágenes nos permiten observar cómo se despliega la planificación de una acción dentro de áreas del cerebro humano, sin tener que insertar en dicho cerebro electrodos. Por tanto, esta técnica es obviamente menos invasiva que otras".
Los investigadores explican que, aunque saber cómo y en qué partes del cerebro se producen los procesos sensomotores avanzados (como las intenciones o las decisiones) es un aspecto clave para su conocimiento, estas cuestiones han sido difíciles de responder, en parte porque, hasta hace muy poco, decodificar la intenciones de acción a partir de señales cerebrales ha estado limitado a registros neuronales invasivos en primates no humanos (como la inserción de electrodos que menciona Culham). En este sentido, la IRMf está abriendo nuevas posibilidades de investigación del cerebro humano.
"Adivinación" constatada
Al mismo tiempo que los científicos realizaban los escáneres de la actividad neuronal de los participantes en el estudio, éstos debían llevar a cabo uno de los siguientes tres movimientos de mano: tomar un objeto por su parte superior, coger el objeto por la parte inferior o, simplemente, alcanzar dicho objeto y tocarlo. El objeto en cuestión era un pequeño cubo colocado sobre otro cubo mayor.
Gallivan y sus colaboradores constataron que, a partir de las señales registradas de la actividad cerebral de los participantes, se podía predecir cuál de todas esas acciones tenían la intención de realizar los voluntarios, instantes antes de que éstos realmente las ejecutaran.
Los patrones de actividad neuronal espacial que sirvieron para establecer las intenciones de acción de los participantes fueron registrados concretamente en diversas áreas de la región parietal (encargada de recibir las sensaciones de tacto, calor, frío, presión, dolor, y de coordinar el equilibrio) y de la región premotora (que está relacionada con la ejecución de los movimientos individuales de cada parte del cuerpo) del cerebro.
Según Gallivan, estos hallazgos podrían tener importantes implicaciones clínicas porque "ser capaces de predecir los movimientos que un ser humano piensa hacer a partir de las señales neuronales de su cerebro nos acerca a la posibilidad de aplicar esas mismas señales al control de extremidades artificiales o prótesis", que podrían llegar a utilizar personas discapacitadas por lesiones en la espina dorsal o por el síndrome de enclaustramiento, por ejemplo.
Cada vez más cerca de poder leer el cerebro
El uso de la tecnología IRMf ha propiciado en los últimos años otros sorprendentes logros relacionados con la actividad neuronal del cerebro humano. Por ejemplo, en 2008, científicos japoneses consiguieron reconstruir en una pantalla de ordenador las imágenes que veían dos individuos, a partir del registro de la actividad neuronal de sus cerebros, mientras éstos procesaban dichas imágenes.
En el experimento realizado, los participantes observaron 440 imágenes diferentes en una pantalla, mientras se medían, con tecnología de exploración magnética funcional, las diferencias sutiles en los patrones de actividad cerebral de sus cortezas visuales. A partir de esta información, en una segunda fase de la prueba, los investigadores consiguieron "adivinar" las imágenes que los individuos estaban viendo, utilizando una tecnología que las reflejó en la pantalla.
Por otro lado, también en 2008, científicos de la Carnegie Mellon University de Estados Unidos lograron identificar, gracias a una combinación de la IRMf con el llamado "aprendizaje automático", los patrones de actividad cerebral que se generan cuando se piensa en objetos familiares.
A partir de esta información, los investigadores desarrollaron un algoritmo informático capaz de traducir los pensamientos con una elevada exactitud, con el que pudieron saber en que objeto pensaban los individuos sometidos a sus pruebas.
Aparte de la posibilidad de aplicar estas técnicas de "lectura" del cerebro al control de prótesis, los científicos señalan que el conocimiento de los patrones de actividad neuronal podría ayudar a establecer las diferencias entre el cerebro de individuos sanos y otros con problemas cognitivos, a conocer los sueños y otros secretos escondidos en el interior de la mente de las personas o a definir las diversas funciones cerebrales.
El logro ha sido publicado esta misma semana en el Journal of Neuroscience, en un artículo titulado "Decoding Action Intentions from Preparatory Brain Activity in Human Parieto-Frontal Networks" (Decodificando las intenciones de acción a partir de la actividad preparatoria del cerebro en las redes parietofrontales humanas).
Según Jason Gallivan, neurocientífico de la Universidad de Western Ontario y autor principal del artículo, ha declarado en un comunicado de dicha universidad que este avance "es un paso importante hacia la comprensión de cómo planifica el ser humano sus propias acciones".
Registro de imágenes de la actividad neuronal
A lo largo del año que duró la investigación, los científicos registraron la actividad neuronal de diversos individuos, utilizando la tecnología de exploración por resonancia magnética functional (IRMf). Esta técnica permite mostrar en imágenes las regiones cerebrales que ejecutan una tarea determinada.
Según afirma al respecto Jody Culham, profesora de psicología de la Universidad de Western Ontario y autora experta del artículo de Journal of Neuroscience: "Las neuroimágenes nos permiten observar cómo se despliega la planificación de una acción dentro de áreas del cerebro humano, sin tener que insertar en dicho cerebro electrodos. Por tanto, esta técnica es obviamente menos invasiva que otras".
Los investigadores explican que, aunque saber cómo y en qué partes del cerebro se producen los procesos sensomotores avanzados (como las intenciones o las decisiones) es un aspecto clave para su conocimiento, estas cuestiones han sido difíciles de responder, en parte porque, hasta hace muy poco, decodificar la intenciones de acción a partir de señales cerebrales ha estado limitado a registros neuronales invasivos en primates no humanos (como la inserción de electrodos que menciona Culham). En este sentido, la IRMf está abriendo nuevas posibilidades de investigación del cerebro humano.
"Adivinación" constatada
Al mismo tiempo que los científicos realizaban los escáneres de la actividad neuronal de los participantes en el estudio, éstos debían llevar a cabo uno de los siguientes tres movimientos de mano: tomar un objeto por su parte superior, coger el objeto por la parte inferior o, simplemente, alcanzar dicho objeto y tocarlo. El objeto en cuestión era un pequeño cubo colocado sobre otro cubo mayor.
Gallivan y sus colaboradores constataron que, a partir de las señales registradas de la actividad cerebral de los participantes, se podía predecir cuál de todas esas acciones tenían la intención de realizar los voluntarios, instantes antes de que éstos realmente las ejecutaran.
Los patrones de actividad neuronal espacial que sirvieron para establecer las intenciones de acción de los participantes fueron registrados concretamente en diversas áreas de la región parietal (encargada de recibir las sensaciones de tacto, calor, frío, presión, dolor, y de coordinar el equilibrio) y de la región premotora (que está relacionada con la ejecución de los movimientos individuales de cada parte del cuerpo) del cerebro.
Según Gallivan, estos hallazgos podrían tener importantes implicaciones clínicas porque "ser capaces de predecir los movimientos que un ser humano piensa hacer a partir de las señales neuronales de su cerebro nos acerca a la posibilidad de aplicar esas mismas señales al control de extremidades artificiales o prótesis", que podrían llegar a utilizar personas discapacitadas por lesiones en la espina dorsal o por el síndrome de enclaustramiento, por ejemplo.
Cada vez más cerca de poder leer el cerebro
El uso de la tecnología IRMf ha propiciado en los últimos años otros sorprendentes logros relacionados con la actividad neuronal del cerebro humano. Por ejemplo, en 2008, científicos japoneses consiguieron reconstruir en una pantalla de ordenador las imágenes que veían dos individuos, a partir del registro de la actividad neuronal de sus cerebros, mientras éstos procesaban dichas imágenes.
En el experimento realizado, los participantes observaron 440 imágenes diferentes en una pantalla, mientras se medían, con tecnología de exploración magnética funcional, las diferencias sutiles en los patrones de actividad cerebral de sus cortezas visuales. A partir de esta información, en una segunda fase de la prueba, los investigadores consiguieron "adivinar" las imágenes que los individuos estaban viendo, utilizando una tecnología que las reflejó en la pantalla.
Por otro lado, también en 2008, científicos de la Carnegie Mellon University de Estados Unidos lograron identificar, gracias a una combinación de la IRMf con el llamado "aprendizaje automático", los patrones de actividad cerebral que se generan cuando se piensa en objetos familiares.
A partir de esta información, los investigadores desarrollaron un algoritmo informático capaz de traducir los pensamientos con una elevada exactitud, con el que pudieron saber en que objeto pensaban los individuos sometidos a sus pruebas.
Aparte de la posibilidad de aplicar estas técnicas de "lectura" del cerebro al control de prótesis, los científicos señalan que el conocimiento de los patrones de actividad neuronal podría ayudar a establecer las diferencias entre el cerebro de individuos sanos y otros con problemas cognitivos, a conocer los sueños y otros secretos escondidos en el interior de la mente de las personas o a definir las diversas funciones cerebrales.
No hay comentarios:
Publicar un comentario