Una neuroprótesis reemplaza funciones neuronales del cerebelo

Después de producirse un daño cerebral, la recuperación de los tejidos se convierte por regeneración de las neuronas afectadas, por la propia plasticidad del cerebro o podría ser también gracias a la implantación local de un dispositivo o neuroprótesis. Hasta ahora, los implantes cerebrales habían sido tema recurrente en la ciencia ficción. Ahora los científicos se preguntan si esta tecnología podría realmente restaurar funcionalidades cerebrales perdidas.

Un grupo de investigadores la Universidad Pompeu Fabra, miembros del grupo de investigación SPECS dirigidos por Paul Verschure, investigador ICREA del Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (DTIC), ha dado un paso fundamental –según sus promotores– en la sustitución de una función perdida del cerebro mediante la implantación de un sistema de neuroprótesis el cerebelo. Esta parte del encéfalo que coordina los movimientos voluntarios del cuerpo humano así como también funciones cognitivas y de procesamiento de tiempo. 

Se trata de un paso fundamental en la sustitución de una función perdida del cerebro, según los investigadores

En el marco del proyecto europeo del 7º Programa Marco RENACHIP, los miembros de SPECS Ivan Herreros Alonso, Andrea Giovannucci (ahora en la Universidad de Princeton) y Paul FMJ Verschure, han desarrollado el primer sistema de neuroprótesis que ha demostrado en ratas reemplazar funciones de aprendizaje de los circuitos neuronales del cerebelo y en tiempo real.

Los resultados de esta investigación se han publicado en la revista Frontiers in Bioengeeniring & Bionicsbiomimética. Los resultados se han obtenido tras estudiar la funcionalidad biológica del circuito neuronal, las estructuras de entrada y de salida que intervienen para decodificar y codificar las señales generadas e integrar todos estos datos en un sistema artificial.

Según los autores, con esto se ha realizado un gran avance en las neuroprótesis basadas la adquisición de los reflejos condicionados, tema sobre el cual este grupo de investigación ha estado trabajando durante los últimos años.

Los datos experimentales del trabajo se han obtenido de registros fisiológicos a tiempo real provinientes de modelo murino. El artículo muestra cómo gracias a un implante, un animal puede estar sometido a la adquisición, la retención y la extinción de reflejo de parpadeo, aunque el circuito biológico responsable de esta tarea haya sido inactivado por los efectos de la anestesia.

Con esta neuroprótesis o cerebelo sintético los autores demuestran, por primera vez, que es posible restablecer la función biológica del cerebro con algún tipo de discapacidad y, al mismo tiempo, avanzar en el conocimiento de las funciones y la organización de la mente y el cerebro.

En cualquier caso, el artículo también pone de manifiesto los retos a los que se enfrenta esta nueva tecnología que, a partir de la investigación básica en neurociencia, está guiando el desarrollo de neuroprótesis artificiales con el objetivo de recuperar las funciones cerebrales perdidas, ya sea debido a traumatismos o al envejecimiento.

Referencia bibliográfica:

Ivan Herreros, Andrea Giovannucci, Aryeh H. Taub, Roni Hogri, Ari Magal, Sim Bamford, Robert Prueckl and Paul F. M. J. Verschure (2014), «A cerebellar neuroprosthetic system: computational architecture and in vivo test», Frontiers in Bioengeeniring and Biotechnology. Bionics Biomimetics,  21 May 2014 doi: 10.3389/fbioe.2014.00014http://journal.frontiersin.org/Journal/10.3389/fbioe.2014.00014/abstract

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