Un BtBI \u00f3ptico transmite informaci\u00f3n sobre la velocidad locomotora a trav\u00e9s de los cerebros. (A) Esquema del BtBI \u00f3ptico. Los autores utilizaron fotometr\u00eda de fibra para registrar la poblaci\u00f3n de se\u00f1ales de Ca2+ de las neuronas NI del rat\u00f3n Maestro, transformaron las se\u00f1ales en pulsos de l\u00e1ser azul y enviaron los pulsos l\u00e1ser al NI del rat\u00f3n Avatar. DM, espejo dicroico; PMT, tubo fotomultiplicador; DAQ, adquisici\u00f3n de datos. (B) Trazas de ejemplo que muestran, de arriba a abajo, la velocidad locomotora del Maestro, la se\u00f1al de Ca2+ de las neuronas NI del Maestro, la f\u00f3rmula de transformaci\u00f3n de la se\u00f1al, la modulaci\u00f3n de frecuencia de los pulsos de luz y la velocidad locomotora del Avatar. (C) Velocidades locomotoras de una diada BtBI representativa. (D) Correlaci\u00f3n entre la velocidad del Maestro y la velocidad del Avatar (una d\u00edada BtTI representativa). Incidencia relativa significa la probabilidad de la velocidad de un Maestro espec\u00edfico y la velocidad del Avatar correspondiente en todos los datos de grabaci\u00f3n. (E) Cuantificaci\u00f3n de la tasa de transferencia de informaci\u00f3n del grupo de control (n = 12 d\u00edadas) y el grupo BtBI (n = 14 d\u00edadas). Cr\u00e9dito: Science China Press <\/p>\n
Las comunicaciones entre dos individuos humanos o animales dependen convencionalmente de los sistemas sensoriales para la visi\u00f3n, la audici\u00f3n, el olfato o el tacto. La ciencia ficci\u00f3n ha popularizado el potencial de la transmisi\u00f3n directa de informaci\u00f3n entre cerebros para el control locomotor. Por ejemplo, en la pel\u00edcula de 2009 \u00abAvatar\u00bb, los humanos usan sus mentes para controlar de forma remota los cerebros de los h\u00edbridos Na’vi-humanos para navegar en el mundo real. Varios estudios recientes propusieron la posibilidad de recuperar se\u00f1ales electrofisiol\u00f3gicas de un cerebro para influir en la actividad neuronal en otro cerebro a trav\u00e9s de estimulaci\u00f3n el\u00e9ctrica o magn\u00e9tica transcraneal, sugiriendo el emocionante concepto de intercambio directo de informaci\u00f3n entre cerebros a trav\u00e9s de las interfaces cerebro a cerebro (BtBI). <\/p>\n
Sin embargo, los BtBI hasta ahora han requerido el uso de t\u00e9cnicas exigentes para grabaciones multicanal a largo plazo para decodificar la informaci\u00f3n de un codificador individual, y se han visto limitados por las bajas tasas de transmisi\u00f3n de informaci\u00f3n a un circuito neuronal de destino. Las grabaciones de una sola unidad multicanal son t\u00e9cnicamente desafiantes y, a menudo, carecen de especificidad de tipo celular. Las grabaciones de EEG son inaccesibles a las \u00e1reas subcorticales para decodificar con precisi\u00f3n la intenci\u00f3n espec\u00edfica. <\/p>\n
Adem\u00e1s, las grabaciones de EEG de los potenciales evocados visualmente en estado estacionario requieren estimulaci\u00f3n visual externa para generar la actividad cerebral en lugar de la actividad neuronal interna. Otro desaf\u00edo radica en la necesidad de alimentar la informaci\u00f3n electrofisiol\u00f3gica, una vez decodificada, en los tipos de c\u00e9lulas y circuitos neuronales correctos en el cerebro objetivo. Debido a estas limitaciones t\u00e9cnicas, las tasas de transferencia de informaci\u00f3n a menudo se encontraban en el rango bajo de 0,004 a 0,033 bits\/s. El uso de un BtBI para controlar la locomoci\u00f3n parece ser particularmente dif\u00edcil, ya que la locomoci\u00f3n implica arranques y paradas frecuentes y cambios continuos de velocidad en una escala de subsegundos.<\/p>\n
Un BtBI \u00f3ptico permite que un rat\u00f3n maestro controle la locomoci\u00f3n de un Avatar. rat\u00f3n. Los gr\u00e1ficos muestran, de arriba a abajo, la velocidad locomotora del Avatar, el tiempo de los pulsos de luz (5 ms) entregados al rat\u00f3n Avatar, la velocidad locomotora del Maestro y las se\u00f1ales de Ca2+ del NI del Maestro. El Maestro y el Avatar (abajo a la izquierda y a la derecha) ten\u00edan la cabeza fijada en dos cintas de correr con ruedas distantes. Tenga en cuenta que la d\u00edada camin\u00f3 en sincron\u00eda con un ligero retraso. Cr\u00e9dito: Science China Press <\/p>\n
Recientemente, el laboratorio del Dr. Minmin Luo public\u00f3 un art\u00edculo de investigaci\u00f3n titulado \u00abUna interfaz \u00f3ptica de cerebro a cerebro admite la transmisi\u00f3n r\u00e1pida de informaci\u00f3n para un control de locomoci\u00f3n preciso\u00bb, en la revista Science China Life Sciences. En este trabajo, los autores establecieron un BtBI \u00f3ptico que admite la transmisi\u00f3n r\u00e1pida de informaci\u00f3n para un control preciso de la locomoci\u00f3n, proporcionando as\u00ed una demostraci\u00f3n de prueba de principio del BtBI r\u00e1pido para el control del comportamiento en tiempo real.<\/p>\n
En este estudio, los autores demostraron un BtBI \u00f3ptico que usaba fotometr\u00eda de fibra para registrar la poblaci\u00f3n de se\u00f1ales de Ca2+ de las neuronas NI del rat\u00f3n Maestro, y luego transformaba las se\u00f1ales en pulsos de l\u00e1ser azul, y finalmente entregaba los pulsos l\u00e1ser en el NI del rat\u00f3n Avatar. Este BtBI \u00f3ptico dirigi\u00f3 a los ratones Avatar a imitar de cerca la locomoci\u00f3n de sus Maestros con una tasa de transferencia de informaci\u00f3n de aproximadamente tres dos \u00f3rdenes de magnitud m\u00e1s alta que los BtBI anteriores.<\/p>\n
Este estudio enfatiza la importancia de elegir circuitos neuronales apropiados y de elegir tecnolog\u00edas adecuadas de prueba de circuitos al construir un BtBI de alto rendimiento. Primero, la elecci\u00f3n de las estructuras cerebrales es importante para implementar BtBI relevantes para la tarea. Aqu\u00ed, los autores recolectaron se\u00f1ales neuronales que informan con precisi\u00f3n el estado locomotor y controlan la velocidad locomotora de las neuronas NMB identificadas gen\u00e9ticamente en el NI de la protuberancia. En segundo lugar, la elecci\u00f3n de la fotometr\u00eda de fibra de las se\u00f1ales de Ca2+ ofrece varias ventajas: 1) registra de forma estable la actividad neuronal de la poblaci\u00f3n de un tipo de c\u00e9lula espec\u00edfico que realiza funciones similares; 2) tiene una alta relaci\u00f3n se\u00f1al-ruido (SNR); 3) es f\u00e1cil de implementar, ya que pasa por alto la tarea desafiante de la grabaci\u00f3n de una sola unidad multicanal del comportamiento de los animales y evita la necesidad de una decodificaci\u00f3n extensa de informaci\u00f3n de grandes conjuntos de datos. Finalmente, los autores utilizaron la estimulaci\u00f3n optogen\u00e9tica, que tambi\u00e9n tiene la ventaja de ajustar la actividad de un conjunto de neuronas definidas gen\u00e9ticamente en un \u00e1rea cerebral determinada.<\/p>\n
En resumen, este estudio demuestra un cerebro \u00f3ptico para -Interfaz cerebral que admite la transmisi\u00f3n r\u00e1pida de informaci\u00f3n para un control preciso de la locomoci\u00f3n y represent\u00f3 un paso importante hacia la realizaci\u00f3n del potencial completo de los BtBI. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
La optogen\u00e9tica sin implantes minimiza el da\u00f1o cerebral durante la estimulaci\u00f3n neuronal M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Lihui Lu et al, Una interfaz \u00f3ptica de cerebro a cerebro admite la transmisi\u00f3n r\u00e1pida de informaci\u00f3n para un control preciso de la locomoci\u00f3n , Ciencia Ciencias de la vida de China (2020). DOI: 10.1007\/s11427-020-1675-x Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Science China Life Sciences <\/p>\n Proporcionado por Science China Press Cita<\/strong>: Una conexi\u00f3n \u00f3ptica de cerebro a cerebro la interfaz admite el intercambio de informaci\u00f3n para el control de la locomoci\u00f3n (7 de mayo de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2020-05-optical-brain-to-brain-interface-exchange-locomotion.html Este documento es 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":" Un BtBI \u00f3ptico transmite informaci\u00f3n sobre la velocidad locomotora a trav\u00e9s de los cerebros. (A) Esquema del BtBI \u00f3ptico. Los autores utilizaron fotometr\u00eda de fibra para registrar la poblaci\u00f3n de se\u00f1ales de Ca2+ de las neuronas NI del rat\u00f3n Maestro, transformaron las se\u00f1ales en pulsos de l\u00e1ser azul y enviaron los pulsos l\u00e1ser al NI … Continuar leyendo \u00abUna interfaz \u00f3ptica de cerebro a cerebro admite el intercambio de informaci\u00f3n para el control de la locomoci\u00f3n\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-27633","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/27633","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=27633"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/27633\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=27633"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=27633"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=27633"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}