Enlace Judío México e Israel – A sus 36 años de edad, el neurocientífico Tanuj Gulati, PhD, en la primera fase de su carrera, con impactantes contribuciones al campo de las neurociencias.
Su investigación es tan prometedora, que la National Science Foundation le ha otorgado a Gulati el máximo honor de la fundación, el premio Faculty Early Career Development Program (CAREER).
Durante los próximos cinco años, Gulati planea utilizar el fondo de $620,000 dólares para avanzar su investigación acerca del uso de interfaces cerebro-máquina (BMI Brain Computer Interfaces) para discapacidades motoras causadas por derrames cerebrales.
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Las interfaz neuronal directa, interfaz cerebro-computadora e interfaz cerebro-ordenador, en inglés Brain Computer Interfaces, constituyen una tecnología que se basa en la adquisición de ondas cerebrales para luego ser procesadas e interpretadas por una máquina u ordenador.
Los IMC, también llamados neuroprótesis, constituyen una tecnología de asistencia que permite el control mental en dispositivos externos como un brazo robótico o un cursor de computadora.
“Mi objetivo a largo plazo, ahora posible con este importante premio, es comprender cómo se aprende una habilidad neuroprotésica en el cerebro utilizando modelos animales, y luego traducir mis hallazgos en soluciones tangibles para los sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares con discapacidades motoras”, dijo Gulati, asistente profesor en los departamentos de Ciencias Biomédicas y Neurología en el Hospital Cedars-Sinai Los Ángeles.
“El accidente cerebrovascular sigue siendo la principal causa de discapacidad motora en los Estados Unidos, lo que crea una gran necesidad no satisfecha para innumerables pacientes con movilidad limitada”.
La experiencia de Gulati también utiliza neuroprótesis para comprender mejor cómo el cerebro aprende nuevas habilidades.
“El trabajo de Tanuj sobre cómo el cerebro aprende a controlar la neuroprótesis es reconocido como sobresaliente y con visión de futuro”, comenta David Underhill, PhD, presidente del Departamento de Ciencias Biomédicas y de la Cátedra Janis y William Wetsman en Enfermedad Inflamatoria Intestinal.
“Premios como este destacan la excelente calidad de la investigación realizada en el Hospital Cedars-Sinai”.
¿Qué es la neuroprótesis?
Una neuroprótesis es la implantación de un chip en el cerebro. Este tipo de técnicas se están estudiando principalmente con la finalidad de dotar de movilidad a personas parapléjicas, amputadas o con dificultades motrices.
Para comprender cómo el cerebro puede aprender a controlar la neuroprótesis, Gulati y su equipo de investigación escuchan las neuronas del cerebro de ratas de laboratorio con electrodos implantados y utilizan la actividad de estas neuronas para controlar una tromba marina. Estas neuronas suelen estar relacionadas con el control de las manos de los roedores.
A medida que las ratas exploran formas de controlar el pico, a veces activan neuronas adyacentes a los electrodos. Cuando se activan las neuronas adecuadas, un algoritmo informático mueve la tromba de agua para que las ratas puedan beber de ella.
“Vemos que eventualmente las ratas se vuelven muy competentes en esto y no muestran ningún movimiento abierto de las manos”, dijo Gulati. “Aprenden a controlar intencionalmente la tubería”.
Gulati también tiene como objetivo identificar aún más el papel que juega el sueño en la consolidación de estas habilidades neuroprotésicas y si se puede aumentar el sueño para mejorar el control de dichos dispositivos, especialmente después de una lesión por accidente cerebrovascular.
En su trabajo anterior, Gulati vio que las neuronas que estaban involucradas en el control de la tromba marina se reactivaron en el sueño que siguió. Este trabajo examinó la región del cerebro llamada corteza motora; pero los investigadores ahora lo han ampliado para estudiar otra área importante del cerebro: el cerebelo. Sorprendentemente, dice Gulati, el cerebelo está relativamente poco estudiado en la interfaz cerebro-máquina o en la investigación del sueño.
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