Neurotecnología

La neurotecnología es un conjunto de herramientas que sirven para analizar e influir sobre el sistema nervioso del ser humano, especialmente sobre el cerebro. Estas tecnologías incluyen simulaciones de modelos neurales, computadores biológicos, aparatos para interconectar el cerebro con sistemas electrónicos y aparatos para medir y analizar la actividad cerebral.

Definiciones

Algunas definiciones aceptadas por los principales grupos de investigación, estudio, gobiernos y publicaciones:

• "La Neurotecnología es la industria que incluye el desarrollo de drogas, aparatos y diagnósticos orientados al cerebro y el sistema nervioso" -NeuroInsights.
• "Neurotecnología es cualquier tecnología que hace posible manipular el cerebro" -The Economist. 23-May-2002
• "La psychopharmacología es uno de los principales ejes de la neurotecnologia" -Eric Kandel, Ganador del premio nobel de medicina, 2000
• "Hardware, software y wetware que puede ser usado para estudiar el cerebro y funcionamiento básico o para investigación clínica." -DHHS, 2001
• "Neurotecnología es toda la información tecnológica y biotecnológica que afecta al cerebro" - 2001.-Baroness Susan Greenfield, UK, 2002
• "Neurotecnología es la aplicación de la electrónica y la ingeniería al sistema nervioso humano" - Neurotech Business Report.

Sistemas y aparatos

En función del modo de aplicación de la tecnología pueden dividirse en invasivas y no invasivas. Las primeras requieren de la cirugía para incorporar receptores o emisores cerca o junto a áreas del cerebro o terminaciones nerviosas que van a ser afectadas. Las segundas no requieren de cirugía eliminando los inconvenientes derivados de la intervención quirúrgica. Estas últimas utilizan emisores y receptores que envían o captan señales alterando o recopilando los estados sensoriales característicos del cerebro o el sistema nervioso.

Un implante cerebral, a menudo denominado implante neural, es un dispositivo tecnológico que se conecta directamente al cerebro de un sujeto biológico - por lo general se coloca en la superficie del cerebro, o conectado a la corteza cerebral. Un objetivo común de los implantes cerebrales modernos y de la investigación actual es desarrollar una prótesis biomédica que permita reemplazar zonas del cerebro que se han vuelto disfuncionales a causa de lesiones en la cabeza o accidentes cerebrovasculares. Esto incluye la sustitución sensorial, por ejemplo, en la visión. Otros implantes cerebrales se utilizan en experimentos con animales simplemente para registrar la actividad cerebral, por razones científicas. Algunos implantes cerebrales requieren la creación de interfaces entre sistemas neurales y chips de computadoras. Este tema forma parte de un campo de investigación más amplio llamado interfaces cerebro-ordenador. (La investigación de interfaces entre el cerebro y el ordenador también incluye tecnología como la de matrices de electroencefalografía (EEG) que permiten hacer de intermediarios entre la mente y la máquina, pero no requieren la implantación directa de un dispositivo). Los implantes neuronales como la estimulación cerebral profunda y la estimulación del nervio vago se están convirtiendo en soluciones rutinarias para pacientes con enfermedad de Parkinson y depresión clínica, respectivamente, lo que demuestra su valor y utilidad para personas con enfermedades que anteriormente se consideraban incurables. Los implantes cerebrales estimulan eléctricamente, bloquean1 o registran (o simultáneamente registran y estimulan2 ) señales de neuronas individuales o grupos de neuronas (circuitos neuronales) en el cerebro. La técnica de bloqueo se llama bloqueo intra-abdominal vagal.1 Esto solo puede hacerse cuando las asociaciones funcionales de estas neuronas son aproximadamente conocidas. Debido a la complejidad del procesamiento neuronal y la falta de acceso a señales relacionadas con acciones potenciales utilizando técnicas de neuroimagen, el uso de implantes en el cerebro se ha visto seriamente limitada hasta los avances recientes en neurofisiología y el aumento en el poder de procesamiento de las computadoras. La neurotecnología es un conjunto de herramientas que sirven para analizar e influir sobre el sistema nervioso del ser humano, especialmente sobre el cerebro. Estas tecnologías incluyen simulaciones de modelos neurales, computadores biológicos, aparatos para interconectar el cerebro con sistemas electrónicos y aparatos para medir y analizar la actividad cerebral. La neurotecnología es un conjunto de herramientas que sirven para analizar e influir sobre el sistema nervioso del ser humano, especialmente sobre el cerebro. Estas tecnologías incluyen simulaciones de modelos neurales, computadores biológicos, aparatos para interconectar el cerebro con sistemas electrónicos y aparatos para medir y analizar la actividad cerebral.

• Los Implantes cerebrales son aparatos microtecnologícos o nanotecnologícos que se conectan directamente al cerebro biologíco del sujeto, normalmente colocados en la superficie del cerebro o en el cortex cerebral.

Estos dispositivos dejaron de ser un sueño de ficción, para convertirse en una realidad en el tratamiento de padecimientos como mal de Parkinson o la epilepsia.

TIENEN TRES ELEMENTOS: -Electrodo: un cable delgado que se inserta en el cráneo y se conecta al cerebro. Se coloca en el área del cerebro que realiza las funciones que están afectadas o que se quieren mejorar. -Extensión: Cable que pasa por debajo de la piel de la cabeza, cuello y hombro. -Neurotransmisor: Aparato pequeño de tamaño, similar a un marcapasos, que se coloca mediante una operación quirúrgica cerca de la clavícula.

En un futuro estos implantes podrían mejorar o aumentar capacidades como la vista, oído o el olfato. En pacientes con mal de Parkinson o epilepsia, la punta del electrodo se coloca en os ganglios basales. En estos casos los impulsos eléctricos "apagan" las células hiperactivas, a causa de la enfermedad.

• FMRI (imágenes por resonancia magnética funcional) es el uso de MRI para medir la respuesta de los flujos sanguíneos durante la actividad neuronal en el cerebro o en la médula espinal en humanos o animales. Es uno de los más recientes avances en la formación de neuroimágenes.

• EEG (Electroencefalograma) es un medidor neurofisiológico de la actividad eléctrica del cerebro por medio de electrodos colocados en la superficie de la cabeza, o en casos especiales, sobre la superficie del cortex cerebral. También conocido como brainwaves o impulsos eléctricos cerebrales.

• MEG (Magnetoencefalografía) es una técnica usada para medir los campos magnéticos generados por la actividad eléctrica en el cerebro mediante sensores extremadamente sensibles tales como superconductores de interferencia cuántica (SQUIDs).

• PET (Tomografía de emisión de positrones) Permite observar el flujo sanguíneo o el metabolismo en una parte del cerebro. Al sujeto se le inyecta glucosa radioactiva que seguidamente es detectada en las áreas más activas del cerebro.

• MRS ( Resonancia magnética espectroscópica) basada en procesos de valoración de las funciones del cerebro vivo. MRS toma las ventajas de la apreciación de los protones (átomos de hidrógeno) que residen como diferencia del entorno químico dependiendo bajo qué molécula esté hospedada (H2O vs. proteninas, por ejemplo)

• 2D-Ultrasound Imaging (imagen por ultrasonidos 2D) Nuevo tipo de generación de imágenes en dos dimensiones por ultrasonidos en tiempo real capaz de medir y visualizar el metabolismo por análisis y seguimiento de amplitud de cambios localizados

• NIRS, Optical Topography (topografía óptica) utiliza los principios del espectro de la luz infrarroja para analizar los cambios en el neuro-metabolismo durante la actividad cerebral.

• EMIT (Tomografía cerebral por computación activa de microondas) es una nueva tecnología que permite medir las propiedades fisiológicas de los tejidos y órganos en tiempo real, basado en las diferenciación de las propiedades dieléctricas de los tejidos.

Bibliografía

Alvaro Pascual-Leone, Nick Davey, John Rothwell, Eric M. Wassermann, Besant K. Puri (enero de 2002). Handbook of Transcranial Magnetic Stimulation. Hodder Arnold. ISBN 0340720093.  Barker AT, Jalinous R, Freeston IL. (mayo de 1985). «Non-invasive magnetic stimulation of human motor cortex». The Lancet 1 (8437): 1106-1107. PMID 2860322. 

Véase también

• Conexión cerebro-computador
• Implante cerebral
• Estimulación magnética transcraneana
• Radiología

Enlaces externos

• Informativo audio-visual demostración de la manipulación neuronal por medio de Estimulación Magnética Transcraneal.
• https://entrenamientoneuro.wixsite.com/neurotecnologia neurotecnología educativa Carballo López, R.L.