Los científicos ya están probando dispositivos únicos que abren inmensas perspectivas para los humanos.
- La cibermedicina es la introducción en el cuerpo humano de diversos dispositivos que ayudan a corregir las discapacidades físicas, combatir enfermedades graves y sus consecuencias, en una palabra, prolongar una vida normal y plena tanto como sea posible, - explica el jefe del laboratorio del Instituto de Actividad Nerviosa Superior y Neurofisiología de la Academia de Ciencias de Rusia, Doctor en Ciencias Biológicas, Profesor Alexander Frolov.
El científico líder se dedica al estudio de la estructura del cerebro a nivel de neuronas, el desarrollo de interfaces cerebro-computadora y su uso para la rehabilitación de pacientes después de lesiones y enfermedades. Como parte de la Conferencia Científica - 2045, que tiene lugar en Moscú, la experta habló sobre los últimos logros en el campo de la cibermedicina en Rusia y otros países, así como sobre las emocionantes perspectivas que se abren ante la humanidad.
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“Las prótesis renales ya se utilizan ampliamente en todo el mundo: los dispositivos que reemplazan estos órganos pueden funcionar en el cuerpo humano hasta por 40 años”, recuerda el científico. - De 2 a 7 años, un corazón artificial es capaz de sustentar la vida humana. Se están desarrollando activamente prótesis de pulmón e hígado. Sin embargo, los éxitos aquí no son tan impresionantes: el principal órgano respiratorio "vive" no más de 6 meses y el hígado funciona solo durante 4 días. Pero esto es solo el principio.
Al mismo tiempo, la cibermedicina logró hacer algo que aturde la imaginación y todavía les parece a muchos ciencia ficción: prótesis del sistema más complejo de órganos visuales.
Como saben, las personas a menudo se quedan ciegas debido a la muerte de las células de la retina: esta es la capa del ojo que percibe la imagen y la convierte en impulsos nerviosos. Se transmiten al cerebro, se descifran allí y obtenemos las imágenes visuales habituales de los objetos: los vemos. Para aquellos que han perdido esa oportunidad debido a una lesión o enfermedad, el científico y oftalmólogo estadounidense William Dobelle de Nueva York ha creado un dispositivo único.
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"Una persona se pone unas gafas en las que se coloca una pequeña cámara de televisión, y la señal óptica de ella va a un electrochip implantado en la corteza visual del cerebro en la parte posterior de la cabeza", explica Alexander Frolov. - El chip consta de electrodos, cuando están excitados, hay destellos de luz - fosfenos (puedes imaginarlos si presionas ligeramente el ojo cerrado). Por tanto, la imagen visual procedente de la cámara de televisión se convierte en un determinado conjunto de destellos de luz. Al principio, a una persona le parecen caóticos y desordenados, pero con el entrenamiento y uso en la vida cotidiana, el cerebro comienza a reconocer y acostumbrarse al hecho de que cada objeto corresponde a uno u otro modelo de destellos.
“Se realizaron unas 20 operaciones, tuvieron éxito, uno de los pacientes incluso pudo conducir un automóvil”, dice el profesor Frolov. En 2004, el Dr. Dobelle, quien fundó su instituto en Nueva York, murió, pero sus colegas en Estados Unidos y otros países continúan investigando para que las personas ciegas puedan obtener imágenes más completas del mundo que les rodea.
CÓMO EL PODER DEL PENSAMIENTO CONTROLA UN ROBOT
En el laboratorio de Alexander Frolov, se llevó a cabo un experimento: se coloca una malla encefalográfica en la cabeza de una persona, que lee las señales eléctricas del cerebro y las transmite a una computadora para su reconocimiento. El sujeto está sentado frente a la pantalla, el objetivo se coloca en el monitor y se sugiere llevar el cursor hacia él … con el poder del pensamiento.
“Cuando imaginamos un determinado movimiento, aparece una señal eléctrica correspondiente en el cerebro”, explica el profesor. "Si captas esta señal y la descifras con una computadora, puedes enviar el comando necesario a algún dispositivo externo y así controlarlo".
Un algoritmo similar fue utilizado en la práctica por uno de los pioneros de la neurocibernética, el profesor John Donahue de la Universidad de Brown (EE. UU.). A dos pacientes, una mujer de 58 años que quedó paralizada hace más de 15 años y un hombre de 66 años que quedó completamente inmovilizado después de un accidente cerebrovascular, se les implantaron neurochips en la corteza motora. Las señales del cerebro se enviaron a una computadora, se procesaron y se transmitieron a un manipulador, un robot en forma de mano.
Los pacientes tenían que imaginar que estaban moviendo la mano artificial en la dirección correcta. La mujer entrenó durante 4 días y como resultado pudo tomar de forma independiente con su mano robótica y traerse un termo con café. El hombre logró dominar la prótesis más rápido: pronto pudo controlar al manipulador con el poder del pensamiento para que los dedos cibernéticos agarraran y apretaran la bola de espuma.
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“Estamos cerca de devolver a los paralizados la capacidad de realizar acciones rutinarias que realizan miles de millones de personas en la vida cotidiana, sin pensar en cómo funciona”, dijo el Dr. Donahue en una entrevista. Los científicos ahora están trabajando para crear un brazo artificial con un control más rápido y flexible.
LA PRÓTESIS PUEDE "SENTIR"
“Las ciberprótesis se están desarrollando en todo el mundo para aquellas personas cuyos brazos o piernas han sido amputados”, continúa Alexander Frolov. Uno de los ejemplos más llamativos es el del corredor sudafricano Oscar Pistorius. Con prótesis en lugar de ambas piernas, ganó muchos Juegos Paralímpicos e incluso compitió con éxito con atletas sanos.
Además, durante varios años, a Pistorius se le prohibió participar en carreras ordinarias con el pretexto de que las prótesis únicas brindan ventajas sobre las piernas humanas. Pero luego se levantó la prohibición (ahora Pistorius está acusado del asesinato de su novia, una modelo de fotografía, está siendo juzgado).
El año pasado, el famoso "hombre cyborg" Nigel Ekland llegó a Rusia. En una conferencia de prensa, mostró a los periodistas cuán hábilmente manipula una prótesis biónica, reemplazando un brazo derecho amputado desde el codo. Nigel se sirve plenamente en la vida cotidiana: cocina, conduce un automóvil, teclea en una computadora.
“Todo lo que tengo que hacer es imaginar, digamos, que estoy pellizcando una pelota. Una señal del cerebro ingresa al músculo del muñón, que se contrae y transmite un impulso al motor de la prótesis. Luego, los cyberpicks se doblan y puedo agarrar algo”, explica Ekland.
Ahora los científicos están entrando en la siguiente etapa: crear un sistema que transmitirá señales no solo desde el cerebro a un dispositivo externo, sino también en la dirección opuesta. Es decir, a través de la computadora, el cerebro podrá reconocer las propiedades de los objetos que toca la prótesis. De hecho, ¡una persona aprenderá a “sentir” su mano artificial!
“Para hacer esto, será necesario equipar el sistema con receptores que detectarán cambios en la configuración de un objeto, recibirán señales táctiles, todo esto permitirá transmitir una sensación de sentimiento al cerebro”, dibuja Alexander Frolov una imagen que cautiva la imaginación.
Como resultado, el manejo de las prótesis será lo más cercano posible a la acción completa de las manos y los pies humanos. Los robots de alta sensibilidad pueden utilizarse para las operaciones más complejas en medicina, investigación y desarrollo y otras áreas de nuestra vida.
CEREBRO + ORDENADOR PARA RECUPERACIÓN DESPUÉS DE UN ACV
El número de pacientes con hemorragias cerebrales está creciendo tanto en nuestro país como en todo el mundo. Una de las consecuencias más graves del accidente cerebrovascular es la parálisis, que se produce debido a daños en el área motora del cerebro. En estos casos, la medicina cibernética puede ayudar con la rehabilitación. Este es el proyecto en el que el equipo del profesor Frolov está trabajando actualmente bajo los auspicios del Ministerio de Salud con cofinanciamiento de la Fundación Rusa para la Investigación Básica (RFBR).
“Se ha comprobado que cuando una persona imagina los movimientos de sus brazos o piernas, se activan las mismas partes del cerebro que en los movimientos reales”, dice Alexander Alekseevich. Durante el entrenamiento, a los pacientes se les colocan cápsulas encefalográficas que leen las señales cerebrales y las partes del cuerpo que necesitan ser "movidas" se insertan en un exoesqueleto, un dispositivo conectado a una computadora que repite el contorno del cuerpo.
Se le pide a la persona que imagine, digamos, aflojar el brazo, porque después de un golpe, las manos a menudo se comprimen y es imposible soltarlas (esto se llama espasticidad). A través de una computadora, se transmite una señal del cerebro al exoesqueleto que se lleva en la mano y el dispositivo afloja la mano. “La importancia de este procedimiento es que cuando un movimiento imaginario coincide con la realidad, incluso si se logra con la ayuda de un dispositivo externo, se producen cambios plásticos únicos en el cerebro, procesos que restauran la función motora”, explica el profesor Frolov.
Hasta ahora, esta es una tecnología experimental que involucra a 20 pacientes. Se supone que los estudios clínicos del nuevo método de rehabilitación continuarán durante otros tres años. Si su efectividad se confirma en la mayoría de los pacientes, entonces la tecnología cibernética puede introducirse en los estándares oficiales rusos de rehabilitación del accidente cerebrovascular.
