Ir al contenido principal

Avances en interfaces cerebro-máquina para restablecer el movimiento de personas con discapacidad neuromotora

Una investigación, publicada en la revista Neuronal Computation, pone de relieve que los enfoques basados en descodificadores de memoria a corto y largo plazo (LSTM, siglas en inglés de Long-Short Term Memory) podrían proporcionar mejores algoritmos para las neuroprótesis que utilizan interfaces cerebro-máquina (BMC, siglas en inglés de Brain Machine Interface) para restablecer el movimiento en pacientes con discapacidades neuromotoras graves.

Esta es una investigación llevada a cabo por científicos de la Universidad Duke (EE.UU.) en la que ha participado Nuria Armengol, ingeniera biomédica por la Universidad Pompeu Fabra (UPF) de Barcelona, que inició este tema de investigación para su Trabajo de Fin de Grado, bajo la supervisión de Ruben Moreno Bote, investigador del Centro de Cognición y Cerebro (CBC) del Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (DTIC) de la UPF, y que desarrolló en la Universidad Duke. Actualmente, Armengol se encuentra cursando un máster en la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETH, Suiza).

Aunque a lo largo de los años se han propuesto muchos algoritmos de decodificación neuronal en tiempo real para aplicaciones de interfaz cerebro-máquina (IMC), avances recientes en algoritmos de aprendizaje profundo mejoran el diseño de los decodificadores de actividad cerebral con la participación de redes neuronales artificiales recurrentes capaces de decodificar la actividad del conjunto de neuronas en tiempo real.

Armengol y sus colegas desarrollaron para este estudio un descodificador de memoria a corto y largo plazo (LSTM) encaminado a extraer la cinemática del movimiento de la actividad de grandes poblaciones de neuronas, muestreadas simultáneamente a partir de múltiples áreas corticales de monos rhesus mientras hacían tareas motoras.

Las regiones cerebrales estudiadas incluyen áreas motoras primarias y áreas corticales somatosensoriales primarias. La capacidad del LSTM de retener información durante largos períodos de tiempo permitió una decodificación precisa para tareas que requerían movimientos y periodos de inmovilismo.

"Nuestro algoritmo de LSTM superó de manera significativa el filtro de Kalman (un método analítico que permite estimar variables de estado no observables a partir de variables observables), mientras los monos hacían diferentes tareas sobre una cinta de correr (levantar un brazo, levantar los dos brazos o caminar)", explica Armengol.

En particular, las unidades LSTM mostraron una variedad de rasgos fisiológicos bien conocidos de la actividad neuronal cortical, tales como el ajuste direccional y la dinámica neuronal durante la realización de tareas. La LSTM modeló varios atributos fisiológicos clave de los circuitos corticales implicados en tareas motoras. Estos descubrimientos sugieren que los enfoques basados en LSTM podrían proporcionar una mejor estrategia de algoritmo para las neuroprótesis que utilizan interfaces cerebro-máquina en el restablecimiento del movimiento neuromotor en pacientes con discapacidades graves.

Comentarios

Entradas populares de este blog

Utilizar subtitulo en una lengua extranjera mejora la comprensión del idioma

Un novedoso estudio sugiere que subtitular películas en su idioma original mejora la capacidad de comprensión oral de una segunda lengua. Por el contrario, los  subtítulos  en lengua materna disminuyen la capacidad de aprendizaje de la lengua extranjera. Un novedoso estudio del Instituto Max Planck de Psicolingüística (MPI) de la Universidad de Nijmegen (Holada) sugiere que subtitular películas en su idioma original mejora la capacidad de comprensión oral de una segunda lengua. Por el contrario, los  subtítulos  en lengua materna disminuyen la capacidad de aprendizaje de la lengua extranjera. Los investigadores Holger Mitterer y James Moqueen del MPI han demostrado que la utilización del mismo idioma en el audio y los  subtítulos  supone una ventaja para el aprendizaje. “Este estudio es beneficioso para el sector educativo puesto que indican que la utilización de  subtítulos  en una lengua extranjera podría mejorar el aprendizaje de un segundo idi...

TDA y Conadis coordinan para potenciar la TV digital accesible

Representantes de Conadis y de Televisión Digital Abierta (TDA) se reunieron consensuaron coordinar acciones conjuntas para potenciar el alcance y la distribución de los equipos receptores accesibles de Tv digital para personas con discapacidad. TDA lleva instalados de manera gratuita más de 200 receptores entre instituciones y hogares particulares. Por el momento, se distribuyen de manera gratuita en la Ciudad Autónoma de Buenos Aires, en los municipios del AMBA, La Plata, Ciudad de Córdoba, Mendoza capital y Formosa. Los equipos receptores de TV digital para personas con discapacidad cuentan con funciones de accesibilidad tanto en sus mecanismos de uso como para los contenidos. Con la Tv digital accesible, las personas con discapacidad sensorial, cognitiva y de motricidad reducida pueden acceder sin barreras a la televisión. Las personas con discapacidad que deseen obtener su equipo deberán llamar al 0800-888-0382 de lunes a viernes entre las 9 y las 21hs o enviar un mail a mitv...

Emotivo discurso de Alicia Kirchner sobre políticas sociales

"Mal que les pese a muchos, tenemos una década ganada”, afirmó hoy la ministra de Desarrollo Social, Alicia Kirchner, al inaugurar el nuevo edificio del Instituto Municipal de Discapacitados y Adultos Mayores, en Lomas de Zamora. La ministra de Desarrollo Social de la Nación, Alicia Kirchner, inauguró esta tarde el nuevo edificio del Instituto Municipal de Discapacitados y Adultos Mayores (IMDIAM) de la localidad de Lomas de Zamora. Más de 150 niños y niñas concurren diariamente a este espacio, que es el primer instituto especializado en la atención de los transtornos generalizados del desarrollo (TGD) de la provincia de Buenos Aires que cuenta con tratamientos gratuitos. Acompañada por el intendente Martín Insaurralde, la titular de la cartera social saludó a los cooperativistas que trabajaron en la obra, recorrió las instalaciones del centro, y conversó con los padres de los niños. Asimismo, señaló: “cuando se trabaja con amor y dedicación se puede lograr esto”, porque “par...