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¿Qué son los implantes cerebrales y cuáles son sus usos futuros?

Brain Implant in a Rat ¿Qué son los implantes cerebrales y cuáles son sus usos futuros?

El cerebro juega un papel vital en casi todos los aspectos de la fisiología. Controla el equilibrio, el movimiento, los pensamientos, las emociones, la función de los órganos, la coordinación, el habla, la audición, los nervios y mucho más. Por lo tanto, el cerebro ha sido un punto focal de investigación en muchas condiciones. Los científicos e investigadores han encontrado varias formas de tratar áreas del cerebro para mejorar las condiciones de salud y también utilizar el cerebro como una herramienta para reducir los síntomas de diversas afecciones. Un área de investigación interesante ha sido el uso de implantes cerebrales. Entonces, ¿qué son los implantes cerebrales, cómo se usan actualmente y qué planes hay para los usos futuros de los implantes cerebrales?

¿Qué son los implantes cerebrales?

También conocidos como chips cerebrales o implantes neuronales, los implantes cerebrales se utilizan para estimular ciertos aspectos del sistema nervioso, dice Human Enhancement: Brain Chips. Los estudios sobre el uso de implantes neurales comenzaron en la década de 1970 por José Manuel Rodríguez Delgado, profesor de Yale. Estos implantes funcionan estimulando estructuras dentro del sistema nervioso utilizando circuitos eléctricos implantados. Esto puede estimular los sentidos, mejorar la función física y mejorar la memoria. Los implantes cerebrales se insertan perforando el cráneo y colocándolos en la parte del cerebro que controla el área afectada del cuerpo del paciente. Los implantes se adhieren a electrodos que se adhieren a una batería que se implanta quirúrgicamente debajo de la piel.

Una descripción general de la estimulación cerebral profunda

La estimulación cerebral profunda, o DBS, es el término utilizado para describir lo que hacen los implantes cerebrales una vez insertados en el cuerpo. La Clínica Mayo describe cómo se implantan los electrodos en partes específicas del cerebro según la afección y los síntomas que los implantes cerebrales pretenden mejorar. Estos envían impulsos eléctricos que evitan el tejido dañado y regulan cualquier impulso anormal. Alternativamente, los impulsos se dirigen a afectar ciertas sustancias químicas o células del cerebro. La estimulación cerebral profunda es ahora un tratamiento establecido para las personas que padecen trastornos del movimiento y quienes padecen algunas afecciones psiquiátricas. También está aprobado para tratar convulsiones en personas que tienen epilepsia que ha sido difícil de tratar. En este momento, el uso de la estimulación cerebral profunda como método de tratamiento está reservado para aquellos que no pueden controlar sus síntomas con medicamentos.

¿Para qué se ha utilizado la estimulación cerebral profunda hasta ahora?

Aunque hay investigaciones sobre los muchos usos potenciales de los implantes cerebrales y la estimulación cerebral profunda, existen ciertas condiciones en las que los científicos han centrado su atención y han demostrado resultados sobre la eficacia del uso de implantes cerebrales. Estas condiciones incluyen:

  • enfermedad de Parkinson
  • Distonía
  • Epilepsia
  • Desorden obsesivo compulsivo
  • Temblor esencial

Se han obtenido excelentes resultados de los estudios sobre el uso de implantes cerebrales para estas afecciones, y muchos pacientes ven mejoras significativas en muchos aspectos de su afección gracias a la reducción de sus síntomas. Esto ha inspirado a los científicos a ampliar su investigación a otras condiciones que creen que mejorarán mediante el uso de estimulación cerebral profunda. Algunas de las condiciones en las que los científicos ahora están enfocando su atención incluyen:

  • Adiccion
  • Demencia
  • Esclerosis múltiple
  • Dolor crónico
  • Depresión
  • Recuperación de un accidente cerebrovascular
  • enfermedad de Huntington
  • Lesión cerebral traumática
  • Síndrome de Tourette

Los riesgos de la estimulación cerebral profunda

La estimulación cerebral profunda se considera mínimamente invasiva y segura. Sin embargo, existen algunos riesgos asociados a este procedimiento. Algunos de estos incluyen:

  • Sangrado en el cerebro
  • Extravío de los cables
  • Infección
  • Carrera
  • Embargo
  • Problemas del corazón

Mejora del tratamiento de la enfermedad de Parkinson

La enfermedad de Parkinson fue una de las áreas iniciales de investigación para los científicos. Descubrieron que el uso de este método de tratamiento redujo muchos de los síntomas más comunes pero debilitantes de quienes padecen la enfermedad de Parkinson. Estos incluyeron mejoras en el equilibrio, la coordinación, los temblores, los movimientos del cuello y la marcha. Sin embargo, los científicos ahora están buscando formas de adaptar sus métodos para realizar más mejoras en la vida de las personas con la enfermedad de Parkinson.

Implantes cerebrales que estimulan la memoria

Una de las principales áreas de investigación con respecto a los usos futuros de los implantes cerebrales es la posibilidad de estimular la memoria, dice NBC News. Este es un tema en el que están trabajando actualmente muchos científicos de todo el mundo. A principios de 2018, dos equipos separados de investigadores informaron resultados positivos en la mejora de la memoria después de la implantación de implantes cerebrales. Uno de los equipos estaba dirigido por el Dr. Robert Hampson, neurocientífico de la Facultad de Medicina de Wake Forest. Describió sus resultados como un gran avance en la demostración de la posibilidad de usar implantes cerebrales para restaurar la función de la memoria en humanos.

La investigación, que está siendo financiada por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa, tiene como objetivo descubrir formas en que los implantes cerebrales pueden mejorar la vida de los soldados estadounidenses que han sufrido una lesión cerebral traumática. Sin embargo, la investigación es un paso importante hacia el uso de implantes cerebrales para una variedad de propósitos, incluida la mejora de las capacidades cognitivas de quienes padecen la enfermedad de Alzheimer. También podría ayudar a reducir el deterioro mental que es una parte natural del proceso de envejecimiento.

El líder del otro equipo es el Dr. Michael Kahana, profesor de psicología en la Universidad de Pennsylvania. Ha descrito cómo la investigación les ayudará a decodificar el cerebro y aprovechar los datos. Kahana y su equipo también han tenido resultados positivos, ya que el 15 por ciento de sus sujetos habían mejorado los resultados de las pruebas de memoria después de que se les colocó un implante cerebral. Hubo algunas preocupaciones éticas sobre la colocación de implantes cerebrales en las personas solo para probar si mejoraría la función de la memoria debido a los riesgos potenciales involucrados. Sin embargo, ambos equipos evitaron este problema al realizar su investigación con personas que padecían epilepsia y que ya estaban preparadas para recibir un implante cerebral.

La posibilidad de los sintetizadores de voz

La investigación sobre los usos potenciales de los implantes cerebrales también se ha extendido al habla. Los científicos creen que es posible utilizar implantes cerebrales como sintetizadores de voz. Esto marcaría una gran diferencia en la vida de quienes han perdido la capacidad de hablar o tienen algún tipo de impedimento grave en el habla. Según Technology Review, la investigación se centra en el uso de implantes cerebrales para decodificar los pensamientos de las personas. Las redes neuronales artificiales pueden convertir estos pensamientos en un habla inteligible.

Gracias al uso de la resonancia magnética, los científicos han sabido durante décadas que partes específicas del cerebro se activan durante el habla o al escuchar a los demás. El problema para los investigadores ha sido descubrir una forma de traducir los pensamientos en palabras. Un equipo de investigadores de la Universidad de Columbia se encarga de desarrollar un sistema que combina un sintetizador de voz con el aprendizaje profundo. Utilizaron personas que ya estaban programadas para recibir implantes para la epilepsia para realizar su investigación. Los investigadores registraron la actividad cerebral de los voluntarios mientras escuchaban oraciones. Según la actividad cerebral, la inteligencia artificial luego decodifica los pensamientos del voluntario. Luego, un sintetizador de voz verbaliza los pensamientos con una voz robótica.

Los resultados fueron que la voz robótica era correcta y comprensible el 75 por ciento de las veces. La desventaja de esta tecnología es que no es algo que se pueda utilizar ampliamente en este momento. Implica decodificar el cerebro de cada individuo por separado, por lo que la tecnología debe configurarse con cada persona, y esto lleva tiempo. Sin embargo, es un gran paso hacia el uso de implantes cerebrales para ayudar a quienes ya no pueden comunicarse debido a la parálisis u otras condiciones de salud. Esto es algo en lo que los investigadores continúan trabajando.

Avances en el ajuste fino de la mente con implantes cerebrales

Uno de los mayores avances en el uso de implantes cerebrales es que ahora pueden apuntar y ajustar áreas específicas del cerebro. La Fundación Kavli entrevistó a varios neurocientíficos para discutir los posibles usos futuros de los implantes cerebrales. Uno de los entrevistados fue Brian Litt, director del Centro de Neuroingeniería y Terapéutica de la Universidad de Pensilvania. Su área de interés es la creación de electrodos flexibles y dispositivos implantables para identificar y suprimir las convulsiones en pacientes con epilepsia. También está interesado en el uso de la computación en la nube con implantes cerebrales.

Según Litt, la investigación y los avances ahora significan que pueden tratar partes específicas del cerebro en lugar de tratar el cerebro como un todo. Esto significa que ahora pueden ajustar el proceso para tratar un síntoma específico o apuntar solo a un área del cuerpo. También señala que todavía hay trabajo en curso para identificar las funciones de diferentes nervios, desarrollar mejores implantes y encontrar formas no quirúrgicas de colocar implantes y baterías.

Otro especialista entrevistado fue José Carmena, profesor de Ingeniería Eléctrica y Neurociencia en la Universidad de California-Berkeley. También es codirector del Centro de Ingeniería Neural y Prótesis de la Universidad de California en San Francisco. Una de sus principales áreas de investigación ha sido la implantación de microsensores, método que ha co-desarrollado. También es investigador del proyecto SUBNETS.

Carmena destaca cómo ahora pueden usar tecnologías como la luz para apuntar a partes específicas del cerebro, pero que esto se hace inyectando un virus que modifica células específicas, y esto sigue siendo problemático. Carmena ha dicho que tales avances solo han sido posibles gracias a la nueva tecnología y los hallazgos de la investigación en curso. Esto les ha permitido dirigirse a diferentes áreas del cerebro para ayudar a las personas que sufren problemas con el control de sus músculos y movimiento. Señala que ha sido particularmente útil para tratar a quienes están paralizados por una lesión.

El uso de tejido vivo

Los científicos también están buscando formas de hacer que los implantes cerebrales sean menos invasivos y reducir algunos de los riesgos de usarlos para tratar los síntomas de enfermedades debilitantes. Una forma en que creen que pueden hacer esto es usando tejido vivo en lugar de alambres sintéticos. Kacy Cullen es profesora asociada de neurocirugía en la Universidad de Pennsylvania, dice Neo.Life. Cullen es uno de los investigadores que actualmente trabaja en la creación de implantes de tejido vivo. Está utilizando la ingeniería de tejidos para crear hilos tridimensionales de células cerebrales que están destinados a usarse como electrodos vivos. Los beneficios de usarlos son que son más suaves y que se conectarán con el tejido vivo del cerebro en lugar de dañar el tejido cerebral.

¿Son buenos todos los usos de los implantes cerebrales?

Es posible que no todos los usos de los implantes cerebrales den buenos resultados y muchos no se consideren éticos. El Daily Mail informó que los implantes cerebrales que se utilizan actualmente para tratar la enfermedad de Parkinson tienen el potencial de volverse comerciales y que las empresas los utilicen para robar los recuerdos de las personas y chantajearlas. Según su informe, los expertos creen que existe la posibilidad de que esto suceda …

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