Cr\u00e9dito: Instituto de Ciencias Industriales, Universidad de Tokio <\/p>\n
Una pr\u00f3tesis es un dispositivo artificial que reemplaza una parte lesionada o faltante del cuerpo. Puedes imaginar f\u00e1cilmente un estereotipo de pirata con una pata de palo o la famosa mano rob\u00f3tica de Luke Skywalker. De manera menos dram\u00e1tica, piense en pr\u00f3tesis de la vieja escuela como anteojos y lentes de contacto que reemplazan los lentes naturales de nuestros ojos. Ahora trate de imaginar una pr\u00f3tesis que reemplace parte de un cerebro da\u00f1ado. \u00bfC\u00f3mo podr\u00eda ser la materia cerebral artificial? \u00bfC\u00f3mo funcionar\u00eda? <\/p>\n
Crear tecnolog\u00eda neuroprot\u00e9sica es el objetivo de un equipo internacional liderado por el investigador Ikerbasque Paolo Bonifazi del Instituto de Investigaci\u00f3n Sanitaria Biocruces (Bilbao, Espa\u00f1a) y Timothe Levi del Instituto de Ciencias Industriales de la Universidad de Tokio y del laboratorio IMS, Universidad de Burdeos. Aunque se han desarrollado varios tipos de neuronas artificiales, ninguna ha sido realmente pr\u00e1ctica para las neuropr\u00f3tesis. Uno de los mayores problemas es que las neuronas en el cerebro se comunican con mucha precisi\u00f3n, pero la salida el\u00e9ctrica de la red neuronal el\u00e9ctrica t\u00edpica no puede dirigirse a neuronas espec\u00edficas. Para superar este problema, el equipo convirti\u00f3 las se\u00f1ales el\u00e9ctricas en luz. Como explica Levi, \u00ablos avances en la tecnolog\u00eda optogen\u00e9tica nos permitieron apuntar con precisi\u00f3n a las neuronas en un \u00e1rea muy peque\u00f1a de nuestra red neuronal biol\u00f3gica\u00bb.<\/p>\n
La optogen\u00e9tica es una tecnolog\u00eda que aprovecha varias prote\u00ednas sensibles a la luz que se encuentran en las algas. y otros animales. Insertar estas prote\u00ednas en las neuronas es una especie de truco; una vez que est\u00e1n all\u00ed, la luz que brilla sobre una neurona la activar\u00e1 o la desactivar\u00e1, seg\u00fan el tipo de prote\u00edna. En este caso, los investigadores utilizaron prote\u00ednas que fueron activadas espec\u00edficamente por la luz azul. En su experimento, primero convirtieron la salida el\u00e9ctrica de la red neuronal en picos en el patr\u00f3n cuadriculado de cuadrados azules y negros. Luego, proyectaron este patr\u00f3n sobre un cuadrado de 0,8 por 0,8 mm de la red neuronal biol\u00f3gica que crec\u00eda en el plato. Dentro de este cuadrado, solo las neuronas golpeadas por la luz proveniente de los cuadrados azules se activaron directamente.<\/p>\n
El cultivo de neuronas en MEA se estimula mediante una t\u00e9cnica optogen\u00e9tica. Los patrones de luz de estimulaci\u00f3n est\u00e1n definidos por la actividad de la red neuronal artificial en tiempo real. Las im\u00e1genes de estimulaci\u00f3n de patrones se crean mediante la conversi\u00f3n de una actividad de red neuronal artificial de 64 a una imagen matricial de 8×8. Cada cuadrado representa una neurona artificial. Cuando el cuadrado es blanco, significa que hay un pico de actividad, cuando es negro, significa que no hay actividad. Una vez que se entrega una imagen VGA al proyector de video, una se\u00f1al TTL simult\u00e1nea adicional de la placa de hardware digital activa el generador de se\u00f1al que controla la modulaci\u00f3n de potencia de la fuente de luz azul del proyector de video. La imagen generada por el proyector de video se reduce (de unas catorce veces) a trav\u00e9s de un microscopio epifluorescente vertical adaptado y se enfoca en el cultivo de neuronas ubicado en el plano focal del microscopio. Las neuronas vivas, despu\u00e9s de aproximadamente cuatro semanas en cultivo y previamente transducidas con la variante r\u00e1pida ChIEF de Channelrhodopsin2, responden a la estimulaci\u00f3n de luz azul con activaci\u00f3n neuronal evocada monitoreada tanto por im\u00e1genes de calcio rojo como por grabaciones de electrodos m\u00faltiples. Tenga en cuenta que la iluminaci\u00f3n resalta la tira de metal de los electrodos Cr\u00e9dito: Instituto de Ciencias Industriales, Universidad de Tokio <\/p>\n
La actividad espont\u00e1nea en neuronas cultivadas produce actividad sincr\u00f3nica que sigue un cierto tipo de ritmo. Este ritmo se define por la forma en que las neuronas est\u00e1n conectadas entre s\u00ed, los tipos de neuronas y su capacidad para adaptarse y cambiar.<\/p>\n
\u00abLa clave de nuestro \u00e9xito\u00bb, dice Levi, \u00abfue comprender que los ritmos de las neuronas artificiales ten\u00edan que coincidir con las de las neuronas reales. Una vez que pudimos hacer esto, la red biol\u00f3gica pudo responder a las \u00abmelod\u00edas\u00bb enviadas por la artificial. Resultados preliminares obtenidos durante el proyecto europeo Brainbow, ay\u00fadanos para dise\u00f1ar estas neuronas artificiales biomim\u00e9ticas\u00bb.<\/p>\n
Sintonizaron la red neuronal artificial para usar varios ritmos diferentes hasta que encontraron la mejor combinaci\u00f3n. Se asignaron grupos de neuronas a p\u00edxeles espec\u00edficos en la cuadr\u00edcula de im\u00e1genes y la actividad r\u00edtmica pudo cambiar el patr\u00f3n visual que se mostr\u00f3 en las neuronas cultivadas. Los patrones de luz se mostraron en un \u00e1rea muy peque\u00f1a de las neuronas cultivadas y los investigadores pudieron verificar las reacciones locales, as\u00ed como los cambios en los ritmos globales de la red biol\u00f3gica.<\/p>\n
\u00abIncorporar la optogen\u00e9tica en el sistema es un avance hacia la practicidad\u00bb, dice Levi. \u00abPermitir\u00e1 que futuros dispositivos biomim\u00e9ticos se comuniquen con tipos espec\u00edficos de neuronas o dentro de circuitos neuronales espec\u00edficos\u00bb. El equipo es optimista de que los futuros dispositivos prot\u00e9sicos que utilicen su sistema podr\u00e1n reemplazar los circuitos cerebrales da\u00f1ados y restaurar la comunicaci\u00f3n entre las regiones del cerebro. \u00abEn la Universidad de Tokio, en colaboraci\u00f3n con el profesor Kohno y el doctor Ikeuchi, nos estamos centrando en el dise\u00f1o de sistemas neurom\u00f3rficos bioh\u00edbridos para crear una nueva generaci\u00f3n de neuropr\u00f3tesis\u00bb, dice Levi. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Un nuevo estudio permite que el cerebro y las neuronas artificiales se conecten a trav\u00e9s de la web. M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Yossi Mosbacher et al, Hacia la comunicaci\u00f3n neuroprot\u00e9sica en tiempo real de in silico a la red neuronal biol\u00f3gica mediante estimulaci\u00f3n optogen\u00e9tica modelada, Scientific Reports (2020). DOI: 10.1038\/s41598-020-63934-4 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Scientific Reports <\/p>\n Proporcionado por la Universidad de Tokio Cita<\/strong>: Partes artificiales del cerebro usan luz para comunicarse con neuronas reales (19 de mayo de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2020-05-artificial-pieces-brain-real-neurons.html Este documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Cr\u00e9dito: Instituto de Ciencias Industriales, Universidad de Tokio Una pr\u00f3tesis es un dispositivo artificial que reemplaza una parte lesionada o faltante del cuerpo. Puedes imaginar f\u00e1cilmente un estereotipo de pirata con una pata de palo o la famosa mano rob\u00f3tica de Luke Skywalker. De manera menos dram\u00e1tica, piense en pr\u00f3tesis de la vieja escuela como … Continuar leyendo \u00abPiezas artificiales de cerebro usan luz para comunicarse con neuronas reales\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-26638","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/26638","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=26638"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/26638\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=26638"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=26638"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=26638"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}