Neuroprótesis
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 25 de noviembre de 2019; las comprobaciones requieren 13 ediciones .La neuroprótesis es una disciplina que se encuentra en la intersección de la neurociencia y la ingeniería biomédica y se ocupa del desarrollo de prótesis neurales .
Las prótesis neurales son implantes electrónicos que pueden restaurar funciones motoras, sensoriales y cognitivas si se han perdido debido a una lesión o enfermedad. Un ejemplo de tales dispositivos es el implante coclear . Este dispositivo restaura las funciones realizadas por la membrana timpánica y el estribo mediante la simulación de análisis de frecuencia en la cóclea . Un micrófono externo capta los sonidos y los procesa; luego, la señal procesada se transmite al bloque implantado, que a través de la matriz de microelectrodos estimula las fibras del nervio auditivo en la cóclea. Al reemplazar o amplificar los sentidos perdidos, estos dispositivos pretenden mejorar la calidad de vida de las personas con discapacidad.
Estos dispositivos implantables también se utilizan con frecuencia en neurociencia en experimentos con animales como una herramienta para ayudar en el estudio del cerebro y su funcionamiento. En el monitoreo inalámbrico, las señales eléctricas del cerebro se envían a través de electrodos implantados en el cerebro del sujeto, por lo que el sujeto puede ser estudiado sin que un dispositivo afecte los resultados.
La detección y el registro precisos de señales eléctricas en el cerebro ayudarán a comprender mejor las conexiones entre grupos locales de neuronas responsables de ciertas funciones.
Los implantes neurales están diseñados lo más pequeños posible para minimizar la invasividad, especialmente en áreas que rodean el cerebro, los ojos o las cócleas. Estos implantes suelen comunicarse de forma inalámbrica con sus prótesis. Además, la energía se obtiene fácilmente a través de la transmisión inalámbrica de electricidad a través de la piel. El tejido adyacente al implante es muy sensible a los aumentos de temperatura. Esto significa que el consumo de energía debe mantenerse al mínimo para evitar daños en los tejidos. [una]
En 2019, un grupo de la Universidad Carnegie Mellon utilizó una interfaz no invasiva para acceder a señales en lo profundo del cerebro y desarrollar el primer brazo robótico controlado por la mente del mundo que puede seguir de forma continua y sin problemas el cursor de una computadora. [2]
Actualmente, el implante coclear es el más utilizado en neuroprótesis. Hasta diciembre de 2010, lo recibieron unas 219.000 personas en todo el mundo. [3]
Historia
El primer implante coclear conocido se creó en 1957. Otros hitos importantes son la creación del primer pie protésico para la hemiplejia en 1961, la creación del primer implante auditivo de tronco encefálico en 1977 y la creación de un neuropuente periférico implantado en la médula espinal de una rata adulta en 1981.
Prótesis sensoriales
Prótesis visuales
Prótesis auditivas
Los implantes cocleares , los implantes auditivos de tronco encefálico y los implantes auditivos de mesencéfalo son las tres categorías principales de prótesis auditivas.
Los implantes cocleares se utilizan para apoyar el desarrollo del lenguaje hablado en niños sordos de nacimiento. Los implantes cocleares se han implantado en aproximadamente 80.000 niños en todo el mundo.
Prótesis para el alivio del dolor
Prótesis motoras
Implantes que controlan la micción
Artículo principal: Estimulador de raíces sacras anteriores .
Cuando la lesión de la médula espinal provoca paraplejía, los pacientes tienen dificultad para vaciar la vejiga, lo que puede provocar una infección. En 1969, Brindley desarrolló el estimulador de la médula sacra anterior, con pruebas exitosas en humanos a principios de la década de 1980. [4] Este dispositivo se implanta en los ganglios de las raíces anteriores de la médula espinal sacra; Controlado por un transmisor externo, proporciona una estimulación intermitente que mejora el vaciado de la vejiga. También ayuda en la defecación y permite que los pacientes masculinos tengan erecciones completas sostenidas.
Se pretende que un procedimiento similar de estimulación del nervio sacro controle la incontinencia en pacientes no parapléjicos [5] .
Prótesis motoras para el control consciente del movimiento
Prótesis sensorio-motoras
Prótesis cognitivas
Las neuroprótesis cognitivas son dispositivos que facilitan el procesamiento, almacenamiento y transmisión de información por parte del cerebro humano. El cerebro humano aún no se comprende bien, por lo que las neuroprótesis cognitivas siguen siendo ciencia ficción.
Neuroprótesis electroquímicas
Neuroprótesis que utilizan una combinación de estimulación química y eléctrica y entrenamiento motor de la médula espinal [6] [7]
Notas
- ↑ Daniel Harrison. Minimización de los efectos térmicos de los sensores corporales in vivo . Fecha de acceso: 5 de mayo de 2010. (enlace inaccesible)
- ↑ El brazo robótico controlado por la mente funciona de manera efectiva por primera vez sin un implante cerebral . PreAbility (20 de junio de 2019). Consultado el 2 de julio de 2019. Archivado desde el original el 2 de julio de 2019.
- ↑ NIH Publicación No. 11-4798. Implantes Cocleares . Instituto Nacional de la Sordera y Otros Trastornos de la Comunicación (1 de marzo de 2011). — “a partir de diciembre de 2010, aproximadamente 219.000 personas en todo el mundo han recibido implantes. En los Estados Unidos, aproximadamente 42.600 adultos y 28.400 niños los han recibido". Consultado el 16 de noviembre de 2011. Archivado desde el original el 12 de agosto de 2012.
- ↑ Neuroprótesis - Wikipedia . Consultado el 18 de julio de 2017. Archivado desde el original el 14 de julio de 2017.
- ↑ Neuroprótesis - Wikipedia . Consultado el 18 de julio de 2017. Archivado desde el original el 14 de julio de 2017.
- ↑ Musienko P. Un paso alrededor. Neuroprótesis electroquímicas - contra la parálisis. Copia de archivo fechada el 13 de diciembre de 2012 en Wayback Machine // Science and Life , No. 12, 2012.
- ↑ Kirill Stasevich Cómo enseñar a la médula espinal a ser independiente // Ciencia y Vida . - 2016. - Nº 7. - S. 14-19. — URL: http://www.nkj.ru/archive/articles/29092/ Archivado el 12 de marzo de 2017 en Wayback Machine .
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