Els científics descobreixen com controlar una pròtesi motora a través del cervell i un ordinador

La tecnologia ben aplicada pot concedir molts beneficis per a la millora de la societat. Aquest és el cas del nou descobriment que s'ha fet amb relació al cervell i el moviment. Un grup de científics ha descobert que el cervell pot reorganitzar-se extensament en un entorn virtual, fent que la nostra comprensió dels processos neuronals subjacents a l'aprenentatge motor puguin millorar. En aquest cas concret s'ha provat com poder controlar una pròtesi motora a través de la interfície cervell-ordinador.

Investigadors del German Primate Center (DPZ), a Alemanya, i col·laboradors internacionals han desentranyat part del mecanisme pel qual el cervell recalibra els seus senyals per controlar una interfície cervell-ordinador (BCI), un avenç que acosta la idea de controlar pròtesis complexes únicament amb el pensament d'una manera més senzilla, accessible i eficient.

El nou estudi, publicat a la revista PLOS Biology, mostra la manera com diverses àrees frontals i parietals del cervell codifiquen comandes motores adaptades, durant l'aprenentatge d'una tasca de control neuronal. Els científics van entrenar micos macacos rhesus per moure un cursor en un entorn tridimensional usant únicament l'activitat elèctrica registrada al cervell, sense moviments físics directes, mentre s'introduïa una rotació gràfica pertorbadora que desajustava la relació entre intenció i estímul visual.

Reorganització

En forçar aquesta dificultat extra, l'equip va poder separar quina part de l'activitat neuronal responia a l'ordre de moviment real i quina a la resposta sensorial. Els resultats revelen que, durant la preparació i l'execució del moviment, tant l'escorça premotora (frontal) com les regions parietals reflecteixen la versió “corregida” de l'ordre motor, és a dir el senyal que permet compensar la pertorbació visual, més que únicament la representació de l'estímul alterat. En altres paraules, el cervell no es limita a registrar el senyal visual erroni: recalibra els senyals de planificació per produir l'acció correcta.

A més, la transferència d'aquestes correccions efectives del moviment va ser més forta en àrees frontals que a les parietals, segons els especialistes. Per als autors, aquestes troballes donen suport a la idea d'una adaptació distribuïda a gran escala en circuits frontoparietals, i suggereixen que la millora en el control d'interfícies cervell-ordinador no depèn únicament de les neurones que alimenten directament el descodificador, sinó també de poblacions neuronals veïnes i remotes que s'ajusten conjuntament.

Referència

Frontal i parietal planning signals encode adapted motor commands when learning to control a brain–computer interface. Enrico Ferrea et al. PloS Biology (2025). DOI:https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003408

Millors pròtesis i millors entrenaments

D'aquesta manera, un entrenament que afavoreixi aquesta integració neuronal podria accelerar i fer més precisa l'adaptació de les persones a les pròtesis neurals. Segons una nota de premsa, la troballa permet entendre com el cervell recalibra els seus plans de moviment i ajudarà a dissenyar pròtesis i protocols d'entrenament que permetin a persones amb paràlisi recuperar funcions motores amb més rapidesa i precisió.

"L'estudi suposa un avenç important en la nostra comprensió dels processos d'aprenentatge durant la planificació i el control del moviment. En comprendre com el cervell recalibra els moviments, podem desenvolupar pròtesis més eficaces per restaurar la funció motora en persones amb paràlisi o altres trastorns motors", ha conclòs al comunicat Alexander Gail, director del Grup de Recerca Senso.