Trabajan en un tercer brazo que se controla usando su cerebro

Como detallan los investigadores los robóticos se esfuerzan por perfeccionar la tecnología que controlaría una “mano robótica adicional“, que va desde una extremidad suplementaria hasta un exotraje completo, todo controlado con su mente.

Se llama aumento de movimiento, y la clave para lograrlo, dicen, puede residir en el ancho de banda no utilizado en las señales neuronales.

Esto podría proporcionar un “nuevo grado de libertad” sin involucrar otras partes de su cuerpo para controlarlo, como usar sus manos en un joystick para maniobrar una extremidad robótica.

En cambio, lo controlaría con su mente.

Un enfoque prometedor involucra implantes cerebrales invasivos llamados interfaces cerebro-máquina (BMI, por sus siglas en inglés), pero debido a que requieren cirugía para implantarse y no son tan efectivos fuera de un entorno de laboratorio, los BMI no brindan un camino ideal para el aumento del movimiento, escribieron los investigadores.

Pero otro avance prometedor se produjo a través de la electromiografía (EMG), que detecta señales eléctricas enviadas por cientos de neuronas espinales que son recibidas por los músculos esqueléticos.

Para traducir estas señales los investigadores crearon un módulo de entrenamiento que recibe señales EMG producidas por un usuario que realiza pequeñas contracciones musculares.

Luego, el módulo determina qué pulsos de neuronas motoras (células nerviosas que emiten señales que le indican a un músculo que se mueva) comprenden las señales EMG.

Posteriormente, se realizan algunos cálculos pesados, y el módulo de capacitación analiza la relación entre los pulsos de las neuronas motoras y las señales EMG, traduciendo esencialmente la relación a una forma matemáticamente compatible.

A partir de ahí, el módulo de decodificación ahora “sabe” cómo leer la actividad de la neurona motora en nuevas señales EMG producidas por el mismo usuario, y puede hacerlo en tiempo real, tan rápido como unos pocos milisegundos, lo que permite que lo que está en efecto sea el control mental de un aumento robótico.

Sin embargo, eso por sí solo no libera necesariamente la participación directa de sus músculos al controlar una extremidad robótica.

Los investigadores pronto descubrieron, sin embargo, que las frecuencias más altas en las neuronas motoras parecían estar esencialmente sin usar, y solo las frecuencias más bajas parecían ser responsables del control muscular real.

Entonces, en un experimento de seguimiento, los investigadores colocaron electrodos sobre el músculo tibial anterior de un usuario en la espinilla, que es responsable de contraer el pie.

Una vez más, ordenaron a los usuarios que realizaran pequeñas contracciones, y los investigadores separaron las frecuencias resultantes en las neuronas en una banda baja y otra banda alta, y vincularon inteligentemente estas bandas discretas con el movimiento del cursor horizontal y vertical.

Aquí es donde entraba en juego el ingenio del usuario: no había exactamente una explicación fácil sobre cómo controlar un cursor con la mente a través de señales detectadas en la espinilla.

Pero, “sorprendentemente”, según las propias palabras de los investigadores, los usuarios descubrieron rápidamente cómo mover el cursor por la pantalla en las direcciones que deseaban.

“Nos sorprendió y entusiasmó la facilidad con la que lograron este gran primer paso para encontrar un canal de control neuronal separado de las tareas motoras naturales“, escribieron.

Sin embargo, notan que todavía hay una verdadera montaña de trabajo por hacer.

Si bien los usuarios ejercieron un control deliberado sobre los movimientos del cursor, no fueron muy precisos, y aplicar esto a una extremidad robótica mucho más compleja solo será más desafiante.

Además, no está claro si nuestros cerebros son capaces de desarrollar adaptaciones con el tiempo que permitirían a los usuarios desarrollar y retener el “control intuitivo” sobre el aumento externo o, en otras palabras, acostumbrarse a la tecnología.

Aún así, son los primeros días en este floreciente campo de la robótica, aunque los resultados hasta ahora parecen alentadores.

Fuente: IEEE Spectrum