Recuerda la escena icónica de la primera. Guerra de las Galaxias película en la que R2-D2 proyecta un holograma de la Princesa Leia, suplicando a Obi-Wan Kenobi que la ayude? Una tecnología similar en el mundo real algún día podría hacer mucho más que ofrecer advertencias de ciencia ficción; potencialmente también podría transformar vidas. Y todo gracias a un poco de manipulación cerebral.
En la Universidad de California en Berkeley, los investigadores han estado ocupados explorando formas de proyectar una imagen holográfica directamente en el cerebro. Según han descubierto, esto se puede utilizar tanto para leer la actividad neuronal como para estimularla.
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Los resultados podrían significar que algún día se podrán activar o suprimir miles de neuronas a la vez; copiar patrones de actividad cerebral real para engañar al cerebro haciéndole creer que ha sentido, visto o sentido algo. Entonces Guerra de las Galaxias con un toque de La matriz o Comienzo, ¡entonces!
"Hemos desarrollado un sistema que utiliza luz láser que puede tanto 'leer' como 'escribir' la actividad cerebral".
Hillel Adesnik, dijo a Digital Trends un profesor asistente de biología molecular y celular. “El sistema utiliza principios de holografía: un método para generar patrones de luz tridimensionales con los que muchos podrían estar familiarizados en las pantallas holográficas. El objetivo de esta tecnología es medir la actividad cerebral tanto en la salud como en la enfermedad para que podamos corregir patrones aberrantes de actividad en tiempo real y tratar una amplia gama de enfermedades neurológicas trastornos”."El objetivo de esta tecnología es medir la actividad cerebral tanto en la salud como en la enfermedad".
La tecnología de proyección holográfica funciona mediante una pantalla LCD que funciona como un negativo holográfico para dar forma a la luz láser en patrones diseñados a medida. Luego, estos rayos láser de 40 W se pulsan increíblemente rápido en ráfagas de 300 femtosegundos de duración cada microsegundo. El objetivo es pulsarlos lo suficientemente rápido como para simular las tasas de activación normales que se observan en la corteza cerebral.
Hasta ahora, la técnica se ha demostrado con éxito en ratones. Se logró diseñando neuronas en el cerebro del ratón para que expresen proteínas que crean un breve pico de actividad cuando reciben luz. Actualmente, sólo se ha llevado a cabo en una pequeña porción de cerebro, que mide medio milímetro cuadrado, pero los investigadores creen que podrían ampliarlo. Y cuando lo hagan, los resultados pueden ser extraordinarios.
Activando células cerebrales con holografía
“En el futuro, cuando se demuestre que la terapia génica es segura en humanos, este sistema podría rastrear la actividad cerebral de pacientes con trastornos neurológicos, incluidas la epilepsia y la esquizofrenia. identificar rápidamente cuándo la actividad cerebral va mal y luego estimular patrones de actividad en el cerebro para corregir esta actividad y bloquear los síntomas de estas enfermedades”, Adesnik continuado.
"Los pacientes que han perdido la función de la retina u otros órganos de los sentidos podrían utilizar este sistema para recuperar la visión".
“En términos más generales, esta tecnología también podría utilizarse para prótesis neuronales. Los pacientes que han perdido la función de la retina u otros órganos de los sentidos podrían utilizar este sistema para recuperar la visión. En principio, podría ser posible tomar los datos de imágenes de una cámara montada en la cabeza y escribir esta actividad, después de la transformación adecuada: como actividad neuronal directamente en el cerebro para proporcionarle a alguien ciego visión."
En la misma línea, Adesnik dijo que los investigadores podrían utilizar este desarrollo para permitir nuevas formas de controlar las prótesis inteligentes. como brazos robóticos.
Si bien esta investigación aún se encuentra en una etapa relativamente temprana, podría resolver dos de los mayores desafíos que existen en el campo de las interfaces cerebro-máquina. Estos son la baja resolución espacial de los sistemas existentes aprobados para uso humano y el hecho de que dichos sistemas normalmente no responden a la retroalimentación sensorial. Esto es crucial si los investigadores quieren construir herramientas que nos permitan usar con precisión nuestras manos y brazos para levantar objetos.
¿El siguiente paso del proyecto? A prótesis neural aparentemente para ratones.
"Planeamos utilizar este sistema para ver si podemos curar modelos de enfermedades cognitivas, como la esquizofrenia", continuó Adesnik. "Pero como neurocientíficos básicos, también estamos interesados principalmente en utilizar este sistema para 'descifrar' los códigos neuronales de la percepción sensorial".
:Queremos entender cómo nuestro cerebro construye percepciones de nuestro mundo externo a través del lenguaje. de neuronas, que es básicamente un código digital de ceros y unos en cientos de millones de células cerebrales. Creemos que esta nueva tecnología puede abordar esta cuestión fundamental en neurociencia porque podemos intentar generar percepciones artificiales escribiendo patrones específicos de actividad en el cerebro y ver qué 'obras.'"
Un artículo que describe el trabajo fue publicado recientemente en la revista Nature Neuroscience.
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