El control directo de los músculos paralizados por las neuronas corticales

Área de la Ciencia:

• La neurociencia es la neurociencia.
• Ingeniería Biomédica Ingeniería Biomédica.
• Medicina de rehabilitación y rehabilitación.

Sus antecedentes:

• Las lesiones de la médula espinal a menudo resultan en parálisis, interrumpiendo las vías neuronales.
• La investigación existente exploró las interfaces cerebro-ordenador para el control del cursor y la estimulación eléctrica funcional para la activación muscular por separado.
• Restaurar el movimiento voluntario requiere eludir las vías dañadas de la médula espinal.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar el control directo de la estimulación muscular utilizando la actividad de la corteza motora en primates no humanos.
• Investigar el potencial de las conexiones artificiales para restaurar el movimiento dirigido a un objetivo después de la parálisis.
• Para ampliar la utilidad de las interfaces cerebro-máquina mediante la utilización de diversas señales de control neuronal.

Principales métodos:

• La actividad de las neuronas de la corteza motora se registró en monos Macaca nemestrina.
• Estas señales neuronales se utilizaron para controlar directamente la estimulación eléctrica funcional de los músculos.
• Los monos fueron entrenados para generar torsiones de muñeca bidireccionales utilizando esta interfaz cerebro-máquina.

Principales resultados:

• Los monos controlaron con éxito la estimulación muscular directamente a través de la actividad de la corteza motora, restaurando el movimiento de un brazo paralizado transitoriamente.
• Las señales neuronales controlaban efectivamente la estimulación funcional independientemente de la asociación previa con el movimiento, ampliando las fuentes potenciales de control.
• El sistema permitía el control simultáneo de múltiples pares neurona-músculo, permitiendo movimientos complejos.

Conclusiones:

• Las conexiones artificiales directas entre las neuronas corticales y los músculos pueden compensar las vías espinales interrumpidas.
• Este enfoque de interfaz cerebro-máquina restaura el control voluntario del movimiento en extremidades paralizadas.
• Los hallazgos allanan el camino para dispositivos neuroprótesis autónomos para el tratamiento de la parálisis.