Red inalámbrica controla circuitos cerebrales de forma remota a través de Internet
Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público
Un nuevo estudio muestra que los investigadores pueden controlar de forma remota los circuitos cerebrales de numerosos animales de forma simultánea e independiente a través de Internet. Los científicos creen que esta tecnología recientemente desarrollada puede acelerar la investigación del cerebro y varios estudios de neurociencia para descubrir funciones cerebrales básicas, así como los fundamentos de varios trastornos neuropsiquiátricos y neurológicos.
Un equipo multidisciplinario de investigadores de KAIST, la Universidad de Washington en St. Louis y la Universidad de Colorado, Boulder, creó un ecosistema inalámbrico con sus propios dispositivos implantables inalámbricos e infraestructura de Internet de las cosas (IoT) para permitir una neurociencia de alto rendimiento. experimentos a través de Internet. Esta tecnología innovadora podría permitir a los científicos manipular los cerebros de animales de cualquier parte del mundo. El estudio se publicó en la revista Nature Biomedical Engineering el 25 de noviembre
«Esta novedosa tecnología es muy versátil y adaptable. Puede controlar de forma remota numerosos implantes neurales y herramientas de laboratorio en tiempo real o de forma programada sin interacciones humanas directas», dijo el profesor Jae-Woong Jeong de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de KAIST y autor principal del estudio. «Estos dispositivos y equipos neuronales inalámbricos integrados con tecnología IoT tienen un enorme potencial para la ciencia y la medicina».
El ecosistema inalámbrico solo requiere una minicomputadora que se puede comprar por menos de $45, que se conecta a Internet y se comunica con sondas cerebrales multifuncionales inalámbricas u otros tipos de equipos de laboratorio convencionales utilizando módulos de control IoT. Al integrar de manera óptima la versatilidad y la construcción modular de hardware y software IoT únicos dentro de un solo ecosistema, esta tecnología inalámbrica ofrece nuevas aplicaciones que no han sido demostradas antes por una sola tecnología independiente. Esto incluye, entre otros, hardware minimalista, acceso remoto global, experimentos selectivos y programados, automatización personalizable y escalabilidad de alto rendimiento.
«Mientras los investigadores tengan acceso a Internet, pueden activar , personalizar, detener, validar y almacenar los resultados de grandes experimentos en cualquier momento y desde cualquier parte del mundo. Pueden realizar de forma remota experimentos de neurociencia a gran escala en animales desplegados en varios países», dijo uno de los autores principales, el Dr. Raza Qazi, investigadora de KAIST y la Universidad de Colorado, Boulder. «El bajo costo de este sistema permite que se adopte fácilmente y puede impulsar aún más la innovación en muchos laboratorios», agregó el Dr. Qazi.
Una de las ventajas significativas de esta neurotecnología IoT es su capacidad para ser masivo implementado en todo el mundo debido a su hardware minimalista, bajo costo de configuración, facilidad de uso y versatilidad personalizable. Los científicos de todo el mundo pueden implementar rápidamente esta tecnología dentro de sus laboratorios existentes con preocupaciones presupuestarias mínimas para lograr acceso remoto global, automatización experimental escalable o ambos, lo que podría reducir el tiempo necesario para resolver varios desafíos neurocientíficos, como los asociados con condiciones neurológicas intratables.
Otro autor principal del estudio, el profesor Jordan McCall del Departamento de Anestesiología y Centro de Farmacología Clínica de la Universidad de Washington en St. Louis, dijo que esta tecnología tiene el potencial de cambiar la forma en que se realizan los estudios básicos de neurociencia. «Una de las mayores limitaciones al tratar de comprender cómo funciona el cerebro de los mamíferos es que tenemos que estudiar estas funciones en condiciones no naturales. Esta tecnología nos acerca un paso más a la realización de importantes estudios sin interacción humana directa con los sujetos del estudio».
La capacidad de programar experimentos de forma remota avanza hacia la automatización de este tipo de experimentos. El Dr. Kyle Parker, instructor de la Universidad de Washington en St. Louis y otro autor principal del estudio agregó: «Esta automatización experimental puede potencialmente ayudarnos a reducir la cantidad de animales utilizados en la investigación biomédica al reducir la variabilidad introducida por varios experimentadores. Esto es especialmente importante dado nuestro imperativo moral de buscar diseños de investigación que permitan esta reducción».
Los investigadores creen que esta tecnología inalámbrica puede abrir nuevas oportunidades para muchas aplicaciones, incluida la investigación del cerebro, productos farmacéuticos y telemedicina para tratar enfermedades en el cerebro y otros órganos de forma remota. Esta tecnología de automatización remota podría volverse aún más valiosa cuando muchos laboratorios deban cerrar, como durante el apogeo de la pandemia de COVID-19.
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El implante cerebral blando recargable de forma inalámbrica controla las células cerebrales Más información: Raza Qazi et al, Infraestructura de red inalámbrica modular y escalable para la neurociencia conductual a gran escala, Nature Biomedical Engineering ( 2021). DOI: 10.1038/s41551-021-00814-w Información de la revista: Nature Biomedical Engineering
Proporcionado por el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) Cita: La red inalámbrica controla los circuitos cerebrales de forma remota a través de Internet (29 de noviembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-wireless-network-brain-circuits-remotely.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.