Investigadores de la Universidad de California en San Diego han hallado una forma de distinguir entre los gestos que hacen las personas con las manos examinando únicamente datos de imágenes cerebrales no invasivas, sin información de las propias manos. Los resultados constituyen un primer paso en el desarrollo de una interfaz cerebro-ordenador no invasiva que algún día podría permitir a pacientes con parálisis, amputación de miembros u otros problemas físicos utilizar su mente para controlar un dispositivo que les ayude en las tareas cotidianas.

La investigación, publicada recientemente en la edición electrónica de la revista Cerebral Cortex, representa los mejores resultados obtenidos hasta la fecha en la distinción de gestos con una sola mano mediante una técnica completamente no invasiva, en este caso, la magnetoencefalografía (MEG).

«Nuestro objetivo era evitar los componentes invasivos», afirma el autor principal del artículo, el doctor Mingxiong Huang, codirector del Centro de MEG del Instituto Qualcomm de la Universidad de California en San Diego. Huang también está afiliado al Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Escuela de Ingeniería Jacobs de la UC San Diego y al Departamento de Radiología de la Escuela de Medicina de la UC San Diego, así como al Sistema Sanitario de Asuntos de Veteranos (VA) de San Diego. «La MEG ofrece una opción segura y precisa para desarrollar una interfaz cerebro-ordenador que, en última instancia, podría ayudar a los pacientes».

Los investigadores subrayaron las ventajas de la MEG, que utiliza un casco con un conjunto de 306 sensores integrados para detectar los campos magnéticos producidos por las corrientes eléctricas neuronales que se mueven entre las neuronas del cerebro. Otras técnicas alternativas de interfaz cerebro-ordenador son la electrocorticografía (ECoG), que requiere la implantación quirúrgica de electrodos en la superficie cerebral, y la electroencefalografía del cuero cabelludo (EEG), que localiza la actividad cerebral con menos precisión.

«Con la MEG, puedo ver el cerebro pensando sin necesidad de quitar el cráneo y poner electrodos en el propio cerebro», afirma el coautor del estudio Roland Lee, MD, director del Centro de MEG del Instituto Qualcomm de la UC San Diego, profesor emérito de radiología de la Facultad de Medicina de la UC San Diego y médico del VA San Diego Healthcare System. «Sólo tengo que ponerles el casco de MEG en la cabeza. No hay electrodos que puedan romperse mientras están implantados dentro de la cabeza; no hay cirugía cerebral costosa y delicada; no hay posibles infecciones cerebrales».

Lee compara la seguridad de la MEG con tomar la temperatura a un paciente. «La MEG mide la energía magnética que emite el cerebro, como un termómetro mide el calor que emite el cuerpo. Por eso es completamente no invasiva y segura».

Mayo 20/2023 (MedicalXpress) – Tomado de Neuroscience, Biomedical technology  Copyright Medical Xpress 2011 – 2023 powered by Science X Network.

En el proceso de fabricación de organoides, la tecnología de bioimpresión no sólo facilita la creación y el mantenimiento de formas y estructuras biológicas complejas en 3D, sino que también permite la estandarización y el control de calidad durante la producción. Y la adición de inteligencia artificial, que puede validar el potencial del producto en el proceso de fabricación, permite proporcionar una fuente de células para el organoide más estandarizada en términos de viabilidad, función, etc. En otras palabras, se espera que la bioimpresión combinada con la inteligencia artificial permita realizar diagnósticos en tiempo real de los organoides y, en última instancia, obtener modelos in vitro homogeneizados de alta calidad.

El profesor Hyungseok Lee, del Departamento de Ingeniería Mecánica y Biomédica de la Universidad Nacional de Kangwon, expuso su opinión sobre el futuro desarrollo de la fabricación de organoides el 6 de marzo en Cyborg and Bionic Systems.

Los organoides con capacidad de autoorganización y ensamblaje tienen amplias perspectivas de investigación y aplicación. Además de la simulación más básica del desarrollo de órganos humanos que no puede estudiarse en modelos animales, los organoides también pueden reproducir patologías humanas en lugar de animales para completar la investigación. Además, debido a la cómoda personalización de las fuentes celulares, los organoides también podrían utilizarse como «sustitutos» de pacientes clínicos para predecir personalmente los mejores agentes terapéuticos.

Sin embargo, un organoide tan utilizado se enfrenta a la dificultad de estandarizar su producción. Debido a las diferencias en el experimentador, las condiciones de cultivo y las condiciones celulares, el organoide, aunque permite modelizar la enfermedad, no puede mostrar propiedades estrictamente consistentes para su aplicación en el cribado de nuevos fármacos, especialmente en el proceso de cuantificación. Además, mantener todos los nutrientes, factores de crecimiento y metabolitos en equilibrio constante es un reto técnico durante el crecimiento del organoide, lo que también puede causar discrepancias con el tejido diana real.

La bioimpresión, especialmente la bioimpresión por extrusión, permite la fabricación estandarizada de componentes organoides con una composición y estructura celular compleja, controlando la calidad y minimizando la intervención humana. Además, la tecnología de bioimpresión también podría facilitar la automatización de los procesos de fabricación. La alta resolución es fundamental para la bioimpresión de organoides, con lo que se espera realizar la fabricación de organoides vascularizados con red de perfusión y superar la limitación del transporte pasivo de sustancias.

La inteligencia artificial está acaparando actualmente la atención por su capacidad para supervisar y controlar la calidad del objeto final que se explota. El proceso de bioimpresión que incorpora para crear organoides monitoriza en tiempo real el estado de las células y las estructuras impresas, proporcionando retroalimentación para una impresión fina que garantice la resolución. Este tipo de fabricación de órganos abre perspectivas de futuro para la modelización de enfermedades complejas y el ensayo combinatorio de nuevos fármacos.

Abril 15/2023 (EurekaAlert!) – Tomado de News Releases. Copyright 2023 by the American Association for the Advancement of Science (AAAS).

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