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Desarrollan implante cerebral para resolver problemas de memoria

UCLA se enfocara en una parte del cerebro conocida como entorhinal, una importante avenida hacia el hipotálamo

Suena a ciencia ficción: un dispositivo que puede ser quirúrgicamente implantado en el cerebro para auxiliarle en la formación, almacenamiento y recuperación de los recuerdos.

Sin embargo, el Pentágono le está apostando muchísimos millones de dólares a la noción de que algún día estas prótesis neurales sean utilizadas en las victimas de lesiones cerebrales traumáticas y otras condiciones, que les ayudará a superar los problemas de memoria.

Los primeros beneficiados de esta nueva tecnología podrían ser los soldados heridos en combate, y si este esfuerzo es exitoso, las personas sanas podrían pedir ser implantados con este dispositivo cerebral que les podría ayudar a turbocargar la cognición humana. 

La Agencia de investigación de proyectos avanzados de la defensa llegó a un acuerdo  con UCLA y la Universidad de Pennsylvania, para encabezar un esfuerzo de cuatro años para desarrollar un dispositivo neurologico. Los equipos de científicos de ambas instituciones serán apoyados por expertos en tecnología neural en el laboratorio nacional Lawrence Livermore y por un par de gigantes en el diseño y fabricación de dispositivos de estimulación cerebral, Medtronic Inc. y Neuropace Inc.

En una conferencia telefónica con periodistas, Geoffrey Ling, director de la oficina de tecnologías biológicas de DARPA comentó: "Esto no es simplemente una plática de sobremesa, tenemos mucha confianza en que este nuevo programa hará cosas maravillosas para restaurar a nuestros soldados heridos en combate", dijo. 

El programa de investigación, conocido como restauración de memoria activa, se enfocará en la memoria declarativa — la capacidad de registrar y recordar horarios, lugares y otros datos necesarios para la vida diaria. Aunque el programa es impulsado por la necesidad de ayudar a los miembros del servicio que han sufrido lesiones cerebrales traumáticas — a menudo el resultado de bombas  — los primeros sujetos de prueba en humanos, serán personas con dificultades de memoria causadas por la epilepsia.  

La iniciativa de restaurar la memoria activa  apoya los esfuerzos de un campo creciente que  explora el potencial de "las interacciones entre cerebro y las máquinas" para compensar las pérdidas de memoria por lesión, enfermedad o discapacidad — y quizás algún día, para mejorar el rendimiento humano.

Al igual que los implantes cocleares son capaces de construir un puente entre los nervios defectuosos auditivos para permitir que escuchen las personas sordas, estas nuevas tecnologías, aunadas a una mejor comprensión del sistema nervioso central, están permitiendo que los científicos prueben los dispositivos que redistribuyen las ordenes  motrices alrededor de médulas espinales cortadas, causando así que los músculos de las piernas y los brazos se puedan mover. 

Pero construir un auxiliar real para la memoria de la gente olvidadiza será una tarea aún más difícil, dijo Satinderpall Pannu, líder del proyecto en los laboratorios Lawrence Livermore. "El primer desafío es comprender cómo funciona realmente la memoria", dijo- este es un proceso que los científicos están empezando a concretar. 

Para lograr esto, los investigadores de la UCLA y la Universidad de Pennsylvania dependerán de un ejército de voluntarios en buena salud y dispuestos a realizar tareas de memoria mientras sus cerebros son vistos y  grabados con  aparatos médicos. Y  además se apoyaran en un grupo de pacientes que ya tienen cierta experiencia con los implantes neurales.

Actualmente, se implantan dispositivos electrónicos en los cerebros de decenas de miles de personas con enfermedad de Parkinson y epilepsia. Para aquellos con enfermedad de Parkinson, se implantan dispositivos estimuladores del cerebro en regiones profundas del cerebro que controlan el movimiento, para calmar los síntomas tales como temblores, rigidez, habla lenta y  problemas ambulatorios.

Una población mucho más pequeña de pacientes con trastornos convulsivos que no responden a los medicamentos, tiene dispositivos implantados en una amplia gama de regiones del cerebro para controlar la actividad convulsiva y cortos circuitos  que alteran su funcionamiento.

Un equipo de investigadores de la UCLA dirigido por el neurocirujano Itzkah Fried,  recopilará datos de pacientes con epilepsia que utilizan estos dispositivos con el objetivo de desarrollar un modelo de formación de la memoria, que podría ser utilizado para probar un dispositivo de memoria inalámbrica.

Todos estos individuos ayudarán a los investigadores a hacer un mapa generalizado del patrón de actividad neural para determinar los puntos exactos donde los racimos de células cerebrales se disparan  — o fallan al disparar — cuando hacemos, almacenamos y recuperamos recuerdos".

No tenemos el programa de Rosetta Stone para el sistema de memoria", dijo Michael J. Kahana, director del laboratorio de memoria computacional de la Universidad de Pensilvania e investigador líder del proyecto.  "El proyecto DARPA está tratando de acelerar, espectacularmente, este esfuerzo para descifrar nuestra Rosetta Stone de la memoria. Estamos preparados para hacerlo. Con este esfuerzo múltiple, podríamos lograrlo".

La información obtenida a su vez guiará el diseño de dispositivos mucho más avanzados que los estimuladores del cerebro que ahora están en uso. A partir del año 2017, la iniciativa del Pentágono pretende construir y probar en seres humanos por lo menos dos dispositivos. Estos percibirán e interpretarán señales en el cerebro asociadas con la formación de la memoria normal sana y entonces utilizarán esa información para reparar brechas en los circuitos neuronales para restaurar o mejorar la memoria, así como el rescate de la memoria.

El equipo de UCLA se enfocara en una parte del cerebro conocida como área entorhinal, una importante avenida hacia el hipotálamo, donde los recuerdos se forman y se almacenan. La investigación de Fried ha mostrado que la estimulación del área entorhinal mejora la memoria.

UCLA recibirá alrededor de $15 millones de dólares durante los siguientes cuatro años, con los fondos sujetos al progreso de la investigación.

El equipo de la Universidad de Pennsylvania recibirá $22.5 millones de dólares durante los siguientes cuatro años.  En esta institución, los científicos provienen de múltiples y variadas disciplinas y están explorando las contribuciones que cada parte de la memoria  puede aportar a la memoria, incluyendo los lóbulos frontales, temporales y parietales.

Kahana menciona que “la memoria depende del intercambio de actividades en áreas extensas del cerebro, donde los recuerdos toman contexto y significado y son embellecidas  a través de dimensiones sensoriales y emocionales. La memoria se compone del entrelazamiento de todo ese cumulo de experiencias y de etiquetar con geoetiquetas y etiquetas de tiempo para que la persona pueda encontrarlas de nuevo cuando así lo quiera.”

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