Cr\u00e9dito: CC0 Dominio p\u00fablico <\/p>\n
Al sintonizar un subconjunto de ondas cerebrales, los investigadores de la Universidad de Michigan han reducido dr\u00e1sticamente los requisitos de potencia de las interfaces neuronales mientras mejoran su precisi\u00f3na descubrimiento que podr\u00eda conducir a implantes cerebrales de larga duraci\u00f3n que pueden tratar enfermedades neurol\u00f3gicas y habilitar pr\u00f3tesis y m\u00e1quinas controladas por la mente. <\/p>\n
El equipo, dirigido por Cynthia Chestek, profesora asociada de ingenier\u00eda biom\u00e9dica y profesora central del Instituto de Rob\u00f3tica, estim\u00f3 una reducci\u00f3n del 90 % en el consumo de energ\u00eda de las interfaces neuronales al utilizar su enfoque.<\/p>\n
\u00abActualmente, interpretar las se\u00f1ales del cerebro en las intenciones de alguien requiere computadoras tan altas como las personas y mucha energ\u00eda el\u00e9ctrica que valen varias bater\u00edas de autom\u00f3viles\u00bb, dijo Samuel Nason, primer autor del estudio y Ph.D. candidato en el Laboratorio de Pr\u00f3tesis Neural Cortical de Chestek. \u00abReducir la cantidad de energ\u00eda el\u00e9ctrica en un orden de magnitud eventualmente permitir\u00e1 interfaces cerebro-m\u00e1quina en el hogar\u00bb.<\/p>\n
Las neuronas, las c\u00e9lulas de nuestro cerebro que transmiten informaci\u00f3n y acci\u00f3n en todo el cuerpo, son ruidosas transmisores Las computadoras y los electrodos utilizados para recopilar datos de las neuronas est\u00e1n escuchando una radio atascada entre estaciones. Deben descifrar el contenido real entre el zumbido del cerebro. Para complicar esta tarea, el cerebro es una manguera contra incendios de estos datos, lo que aumenta el poder y el procesamiento m\u00e1s all\u00e1 de los l\u00edmites de los dispositivos implantables seguros.<\/p>\n
Actualmente, para predecir comportamientos complejos como agarrar un objeto en una mano de neurona actividad, los cient\u00edficos pueden usar electrodos transcut\u00e1neos o cables directos a trav\u00e9s de la piel hasta el cerebro. Esto se puede lograr con 100 electrodos que capturan 20,000 se\u00f1ales por segundo y permite haza\u00f1as como volver a habilitar un brazo que estaba paralizado o permitir que alguien con una pr\u00f3tesis de mano sienta cu\u00e1n duro o blando es un objeto. Pero este enfoque no solo es poco pr\u00e1ctico fuera del entorno de laboratorio, sino que tambi\u00e9n conlleva un riesgo de infecci\u00f3n.<\/p>\n
Algunos implantes inal\u00e1mbricos, creados con circuitos integrados altamente eficientes y espec\u00edficos de la aplicaci\u00f3n, pueden lograr un rendimiento casi igual al de los sistemas transcut\u00e1neos. Estos chips pueden reunir y transmitir unas 16.000 se\u00f1ales por segundo. Sin embargo, todav\u00eda tienen que lograr un funcionamiento consistente y su naturaleza personalizada es un obst\u00e1culo para obtener la aprobaci\u00f3n como implantes seguros en comparaci\u00f3n con los chips fabricados industrialmente.<\/p>\n
\u00abEste es un gran avance\u00bb, dijo Chestek. \u00abObtener las se\u00f1ales de alto ancho de banda que actualmente necesitamos para las interfaces cerebro-m\u00e1quina de forma inal\u00e1mbrica ser\u00eda completamente imposible dadas las fuentes de alimentaci\u00f3n de los dispositivos de tipo marcapasos existentes\u00bb.<\/p>\n
Para reducir las necesidades de energ\u00eda y datos, los investigadores comprimen el cerebro se\u00f1ales Centrarse en los picos de actividad neuronal que cruzan un cierto umbral de potencia, llamado tasa de cruce de umbral o TCR, significa que se necesita procesar menos datos y al mismo tiempo poder predecir la activaci\u00f3n de las neuronas. Sin embargo, TCR requiere escuchar la manguera de fuego completa de la actividad de las neuronas para determinar cu\u00e1ndo se cruza un umbral, y el umbral en s\u00ed puede cambiar no solo de un cerebro a otro, sino tambi\u00e9n en el mismo cerebro en d\u00edas diferentes. Esto requiere ajustar el umbral y hardware adicional, bater\u00eda y tiempo para hacerlo.<\/p>\n
Comprimiendo los datos de otra manera, el laboratorio de Chestek marc\u00f3 una caracter\u00edstica espec\u00edfica de los datos de las neuronas: el poder de la banda de picos. SBP es un conjunto integrado de frecuencias de m\u00faltiples neuronas, entre 300 y 1000 Hz. Al escuchar solo este rango de frecuencias e ignorar otros, tomando datos de una pajilla en lugar de una manguera, el equipo encontr\u00f3 una predicci\u00f3n muy precisa del comportamiento con necesidades de energ\u00eda dram\u00e1ticamente m\u00e1s bajas.<\/p>\n
En comparaci\u00f3n con los sistemas transcut\u00e1neos , el equipo descubri\u00f3 que la t\u00e9cnica SBP era igual de precisa al tomar una d\u00e9cima parte de muchas se\u00f1ales, 2000 frente a 20 000 se\u00f1ales por segundo. En comparaci\u00f3n con otros m\u00e9todos, como el uso de una tasa de cruce de umbral, el enfoque del equipo no solo requiere muchos menos datos sin procesar, sino que tambi\u00e9n es m\u00e1s preciso para predecir la activaci\u00f3n de neuronas, incluso entre el ruido, y no requiere ajustar un umbral.<\/p>\n
El m\u00e9todo SBP del equipo resuelve otro problema que limita la vida \u00fatil de un implante. Con el tiempo, los electrodos de una interfaz no pueden leer las se\u00f1ales entre el ruido. Sin embargo, debido a que la t\u00e9cnica funciona igual de bien cuando una se\u00f1al es la mitad de lo que se requiere de otras t\u00e9cnicas como cruces de umbral, los implantes podr\u00edan dejarse en su lugar y usarse por m\u00e1s tiempo.<\/p>\n
Si bien las nuevas interfaces cerebro-m\u00e1quina pueden ser desarrollado para aprovechar el m\u00e9todo del equipo, su trabajo tambi\u00e9n desbloquea nuevas capacidades para muchos dispositivos existentes al reducir los requisitos t\u00e9cnicos para traducir las neuronas en intenciones.<\/p>\n
\u00abResulta que muchos dispositivos se han estado vendiendo por poco, dijo Nas\u00f3n. \u00abEstos circuitos existentes, que usan el mismo ancho de banda y potencia, ahora son aplicables a todo el \u00e1mbito de las interfaces cerebro-m\u00e1quina\u00bb.<\/p>\n
El estudio, \u00abUna banda de baja potencia de actividad de picos neuronales dominada por unidades mejora el rendimiento de las interfaces cerebro-m\u00e1quina\u00bb, se publica en Nature Biomedical Engineering. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
\u00bfPodr\u00edan alg\u00fan d\u00eda las pr\u00f3tesis ser controladas por el pensamiento humano? M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Una banda de baja potencia de actividad de picos neuronales dominada por unidades individuales locales mejora el rendimiento de las interfaces cerebro-m\u00e1quina, Nature Biomedical Engineering (2020). DOI: 10.1038\/s41551-020-0591-0 , www.nature.com\/articles\/s41551-020-0591-0 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Nature Biomedical Engineering <\/p>\n Proporcionado por la Universidad de Michigan Cita<\/strong>: Los implantes cerebrales de potencia ultrabaja encuentran una se\u00f1al significativa en el ruido de la materia gris (27 de julio de 2020) consultado el 31 de agosto de 2022 en https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2020-07-ultra-low- power-brain-implants-significativo.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: CC0 Dominio p\u00fablico Al sintonizar un subconjunto de ondas cerebrales, los investigadores de la Universidad de Michigan han reducido dr\u00e1sticamente los requisitos de potencia de las interfaces neuronales mientras mejoran su precisi\u00f3na descubrimiento que podr\u00eda conducir a implantes cerebrales de larga duraci\u00f3n que pueden tratar enfermedades neurol\u00f3gicas y habilitar pr\u00f3tesis y m\u00e1quinas controladas por … Continuar leyendo \u00abLos implantes cerebrales de potencia ultrabaja encuentran una se\u00f1al significativa en el ruido de la materia gris\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-31257","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/31257","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=31257"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/31257\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=31257"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=31257"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=31257"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}