psico.

Control cortical de un brazo ortopédico para auto alimentación
El movimiento del brazo está representado por las poblaciones de neuronas ubicadas en la corteza motora. Patrones de actividad cortical se han utilizado en el nuevo campo de las interfaces cerebro-máquina para mostrar cómo los cursores en la pantallas del computador se pueden mover en un espacio bi y tridimensional. A pesar de que lahabilidad de mover un cursor puede ser útil por si sola, esta tecnología también puede ser utilizada para restaurar las funciones del brazo y la mano en personas con parálisis o amputaciones en estas extremidades. Sin embargo, el uso de señales de la corteza para controlar una prótesis multi-articulada que esté en directa relación con el tiempo real y el ambiente físico (personificación) no hasido demostrado. Aquí describimos un sistema capaz de personificar un control prostético; mostramos cómo monos (Macaca mulatta) usan su actividad de la corteza motora para controlar un brazo mecánico, réplica de una tarea de auto alimentación. Además de los movimientos tridimensionales, las señales corticales de los sujetos controlan proporcionalmente una pinza ubicada en el extremo del brazo.Debido a la interacción física entre el mono, el brazo robótico y los objetos en el espacio, esta nueva tarea presenta un nivel más alto de dificultad que los anteriores experimentos virtuales (cursor-control). Aparte de un ejemplo de simple control unidimensional, los experimentos anteriores carecían de interacción física incluso en casos donde un brazo o mano robótica era incluido en el circuito decontrol, debido a que los sujetos no la utilizaban para interactuar con objetos físicos-una interacción que no puede ser completamente simulada. Esta demostración de varios-grados-de-libertad de control de prótesis personificadas, abre el camino hacia el desarrollo de dispositivos ortopédicos hábiles que en definitiva podrían lograr la función de el brazo y la mano a un nivel casi natural.
Dosmonos fueron implantados con matrices de microelectrodos intracorticales en la corteza motora primaria. Cada mono usó las señales para controlar un brazo robótico para alimentarse. Los brazos robóticos utilizados en esta oportunidad tenían cinco grados de libertad: tres en el hombro, uno en el codo y otro en la mano. Tal como un brazo humano, esto permitía flexión/extensión, abducción/aducción yrotación interna/externa del hombro, así como también flexión/extensión del codo. La mano consistía en una pinza motorizada con movimiento en sus dos “dedos” incorporados, proporcionando un control proporcional de la distancia entre ellos. Los monos fueron entrenados en una primera instancia para utilizar el brazo operando un joystick (palanca de mando). Luego, sus propios brazos fueron restringidosy el brazo prostético fue controlado por un rápido aumento de la actividad de las poblaciones de una y varias unidades de la corteza motora. La actividad neuronal fue diferencialmente modulada cuando la comida fue presentada en los diferentes lugares de objetivo en frente del mono. Basado en el trabajo anterior, utilizaron esta modulación para representar la velocidad del punto final des brazoprostético (un punto entre las yemas de los dedos de la mano/pinza) como una expresión de la intención de moverse. La señal registrada también fue utilizada por el sujeto para abrir y cerrar la pinza, ya que comprendió y se trasladó el alimento a la boca. La velocidad del punto final de la pinza y el comando de agarre (de la pinza) fueron extraídos de las tasas de disparo instantáneo de unidadessimultáneamente registradas usando un algoritmo de extracción en tiempo real.
Muchos algoritmos de distinta complejidad se han desarrollado en experimentos de circuito abierto o cerrado, pero aquí se muestra que un simple algortimo funcionaba bien en esta aplicación. El algoritmo de vector de la población (AVP) que se utiliza aquí es similar a los algoritmos utilizados en algunos experimentos...