Neurocientíficos crean red orgánica de computación -“Brainet”- con cerebro de roedores y primates
La red que ejecuta procesamiento sofisticado de imágenes y tareas de control de avatar, presagia computadoras orgánicas híbridas digital-analógico de procesamiento paralelo.
Esquema experimental del dispositivo de computación Brainet. Se muestra un Brainet de cuatro cerebros interconectados. Las flechas representan el flujo de la información a través de Brainet. Las entradas (en rojo) se suministraban en forma de patrones de microestimulación intracortical simultanea (ICMS) a través de electrodos implantados, a la corteza somatosensorial de cada rata. La actividad neural (en negro) fue luego grabada y analizada en tiempo real. Se les requirió a las ratas sincronizar su actividad neural con cada uno de los participantes para recibir agua como recompensa. (Crédito: Miguel Pais-Vieira et al./Scientific Reports)
Neurocientíficos de la Universidad de Duke han creado una red llamada “Brainet” que utiliza señales provenientes de un arreglo de electrodos implantados en el cerebro de múltiples roedores en un experimento para conjuntar su actividad cerebral y conjuntamente controlar el brazo de un avatar virtual o ejecutar cálculos sofisticados –lo que incluye reconocimiento de patrones en imágenes e incluso predicción del clima.
Las BMIs (Interfase Cerebro-Máquina, por sus siglas en inglés) son sistemas computaciones que permiten a los sujetos utilizar sus señales cerebrales para el control de dispositivos artificiales, tales como brazos robóticos, exoesqueletos o avatares virtuales. Los investigadores del Centro de Neuroingeniería en Duke construyeron con anterioridad BMIs para capturar y transmitir señales cerebrales de ratas, monos e incluso humanos, para controlar dispositivos.
“Supra-Cerebro” –¿la Matrix de monos?
Tal y como se reportó en dos artículos de acceso abierto en julio 9 del 2015 en Scientific Reports, en la nueva investigación, monos rhesus fueron equipados con múltiples electrodos electrocorticográficos implantados en su corteza motora y somatosensorial para capturar y transmitir su actividad cerebral.
En un experimento, dos monos fueron colocados en cuartos separados donde podían observar imágenes idénticas de un avatar en un monitor enfrente de ellos, y trabajaron conjuntamente para mover el avatar hasta el punto de tocar un objetivo móvil.
En otro experimento, tres monos tuvieron la capacidad de controlar mentalmente tres grados de libertad (dimensiones) del movimiento en 3-D de un brazo virtual. Para lograr esto, los tres monos debían coordinar su actividad mental colectiva y producir un “supra-cerebro” a cargo de generar los movimientos 3-D del brazo virtual.
En el segundo estudio de Brainet, tres de cuatro ratas cuyos cerebros habían sido interconectados vía interfases cerebro-cerebro (BtBIs) tuvieron la capacidad de ejecutar una gran variedad de clasificación amplia y otras tareas computacionales en una arquitectura de computación paralela y distribuida.
“Esta es la primera demostración de una interfase compartida cerebro-máquina”, dijo Miguel Nicolelis, director del Centro de Neuroingeniería de la Escuela de Medicina de la Universidad de Duke y principal investigador del estudio. “Creemos que los BMIs compartidos seguirán la misma lógica y pronto podrán ser utilizados en práctica clínica”.
Nicolelis y sus colegas del proyecto Caminar de Nuevo (Walk Again Project), en el laboratorio ubicado en Brasil, trabajan actualmente en la implementación de una versión no invasiva de Brainet para ser utilizada en la neuro-rehabilitación de pacientes con parálisis severa.
En este vídeo, tres monos comparten el control del movimiento de un brazo virtual en espacio 3-D. Cada mono contribuye con dos de tres ejes (X,Y y Z). (Crédito: Arjun Ramakrishnan et al./Scientific Reports)
Aquí encuentras el sitio de Walk Again Project.
Artículo original en inglés: [http://www.nature.com/srep/2015/150706/srep11869/full/srep11869.html]
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