Los Pensamientos de los Monos Pueden Hacer Caminar un Robot

En un experimento que es el primero de su tipo, se utilizó la actividad cerebral de un mono para controlar en tiempo real los patrones de marcha de un robot al otro lado del mundo.

Un equipo de investigadores del Centro Médico de la Universidad Duke está trabajando con los expertos del Proyecto Cerebro Computacional de la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología, en una tecnología que esperan que algún día ayudará a las personas con parálisis a recuperar la capacidad de caminar.

Éste es un gran avance en el conocimiento de cómo el cerebro controla los movimientos de nuestras piernas, lo que constituye una información vital necesaria para desarrollar prótesis robóticas.

Los investigadores utilizaron algunos de los métodos más sofisticados disponibles para capturar la actividad de cientos de células cerebrales localizadas en múltiples áreas del cerebro. Para recoger esta información, a dos monos macacos rhesus les fueron implantados electrodos que recopilaban señales emitidas por células en la corteza motora y en la sensorial del cerebro. Esta tecnología registró cómo las células respondían a medida que el mono caminaba sobre una cinta móvil a varias velocidades y mientras andaba hacia atrás y hacia adelante. Al mismo tiempo, sensores en las piernas del mono rastrearon los patrones reales de marcha de las piernas mientras se movían.

Utilizando modelos matemáticos, los investigadores fueron capaces de analizar la relación existente entre el movimiento de las piernas y la actividad de las células cerebrales, para determinar con qué grado de precisión la información obtenida de estas últimas era capaz de predecir la velocidad exacta del movimiento y la longitud de los pasos.

Encontraron que ciertas neuronas en múltiples áreas del cerebro se activan en distintas fases y con frecuencias variables, dependiendo ello de sus papeles en el control del complejo proceso multimuscular del movimiento. Cada neurona proporcionó a los científicos una pequeña pieza del rompecabezas que ellos fueron armando para predecir con alta precisión los patrones de marcha de los monos.

En estos experimentos, los investigadores fueron capaces de registrar actividades cerebrales, predecir cuales serían los patrones de locomoción, y enviar las señales de las órdenes motoras del animal hacia el robot. También habilitaron una transmisión en tiempo real de la información que permitió a la actividad cerebral de un mono en Carolina del Norte controlar los movimientos de un robot en Japón. Como resultado, ambos pudieron caminar en sincronía.

Los experimentos fueron desarrollados sobre la base de un trabajo anterior conducido por el laboratorio de Miguel Nicolelis en la Universidad Duke, en el cual los monos eran capaces de controlar los movimientos de extensión y agarre de un brazo robótico sólo mediante señales cerebrales.