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Somatosensation01:33

Somatosensation

41.3K
The somatosensory system relays sensory information from the skin, mucous membranes, limbs, and joints. Somatosensation is more familiarly known as the sense of touch. A typical somatosensory pathway includes three types of long neurons: primary, secondary, and tertiary. Primary neurons have cell bodies located near the spinal cord in groups of neurons called dorsal root ganglia. The sensory neurons of ganglia innervate designated areas of skin called dermatomes.
41.3K
Tactile and Chemical Senses01:27

Tactile and Chemical Senses

433
Tactile senses encompass touch, temperature, and pain, each mediated by specific receptors. Touch receptors detect mechanical energy or pressure against the skin. Sensory fibers from these receptors enter the spinal cord and relay information to the brain stem. Here, most fibers cross over to the opposite side of the brain. The touch information then moves to the thalamus, which projects a map of the body's surface onto the somatosensory areas of the parietal lobes in the cerebral cortex.
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Una interfaz cerebro-computadora que evoca sensaciones táctiles mejora el control del brazo robótico

Sharlene N Flesher1,2,3, John E Downey1,2,3,4, Jeffrey M Weiss1,5

  • 1Rehab Neural Engineering Labs, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA, USA.

Science (New York, N.Y.)
|May 21, 2021
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

Las interfaces cerebro-computadora mejoran el control de la prótesis del brazo para las personas con tetraplejía al agregar retroalimentación táctil. Esto mejora el agarre y reduce los tiempos de tarea, imitando el control biológico natural para una mejor función de las extremidades.

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Área de la Ciencia:

  • La neurociencia
  • Ingeniería biomédica
  • Robótica de rehabilitación

Sus antecedentes:

  • Los brazos protésicos controlados a través de interfaces cerebro-computadora (BCI) ofrecen la restauración del movimiento funcional para las personas con tetraplejía.
  • La retroalimentación visual por sí sola es insuficiente para la captación efectiva de objetos, lo que pone de relieve la necesidad de información sensorial táctil.

Objetivo del estudio:

  • Investigar el impacto de la suplementación de retroalimentación visual con percepciones táctiles en el rendimiento de las extremidades robóticas en una persona con tetraplejía.
  • Evaluar si la integración de las sensaciones táctiles a través de un BCI bidireccional mejora los tiempos de realización de tareas funcionales.

Principales métodos:

  • Se empleó un BCI bidireccional, registrando la actividad de la corteza motora y entregando sensaciones táctiles a través de la microestimulación de la corteza somatosensorial.
  • El sistema complementó la retroalimentación visual con percepciones táctiles artificiales durante la operación de las extremidades robóticas.
  • El rendimiento se evaluó utilizando una evaluación clínica estándar de las extremidades superiores.

Principales resultados:

  • El participante demostró un rendimiento sustancialmente mejorado con la extremidad robótica, indicado por una reducción significativa en los tiempos de prueba.
  • El tiempo medio de prueba en la evaluación de las extremidades superiores se redujo a la mitad, pasando de 20, 9 a 10, 2 segundos.
  • La finalización más rápida de la tarea se atribuyó principalmente a la reducción del tiempo dedicado a los intentos de agarre de objetos.

Conclusiones:

  • La suplementación de la visión con retroalimentación táctil a través de un BCI bidireccional mejora significativamente el control robótico de las extremidades para las personas con tetraplejía.
  • La imitación de los principios biológicos de la retroalimentación sensorial en el control protésico conduce a un desempeño de tareas que se acerca a las capacidades de los cuerpos sanos.
  • Este enfoque representa un avance prometedor en el restablecimiento de la independencia funcional de las personas con discapacidades motoras graves.