Resumen: Un pulgar robótico desarrollado recientemente imprime cómo se representa la mano en el cerebro. Usando el pulgar robótico, los investigadores informaron mejoras en la realización de tareas de destreza, como construir con bloques. Además, aquellos que se entrenaron para usar el pulgar adicional comenzaron a sentir como si el dedo fuera parte de su cuerpo.
Fuente: UCL
El uso de un ‘tercer pulgar’ robótico puede afectar la forma en que se representa la mano en el cerebro, según un nuevo estudio dirigido por investigadores de la UCL.
El equipo capacitó a las personas para que usaran un pulgar extra robótico y descubrió que podían realizar tareas diestras de manera eficaz, como construir una torre de bloques, con una mano (ahora con dos pulgares). Los investigadores informan en la revista Science Robotics que los participantes entrenados para usar el pulgar también sintieron cada vez más que era parte de su cuerpo.
El diseñador Dani Clode comenzó a desarrollar el dispositivo, llamado Third Thumb, como parte de un galardonado proyecto de posgrado en el Royal College of Art, que busca replantear la forma en que vemos las prótesis, desde reemplazar una función perdida hasta una extensión de lo humano. cuerpo. Más tarde fue invitada a unirse al equipo de neurocientíficos de la profesora Tamar Makin en la UCL que estaban investigando cómo el cerebro puede adaptarse al aumento corporal.
El profesor Makin (Instituto de Neurociencia Cognitiva de la UCL), autor principal del estudio, dijo: “El aumento corporal es un campo en crecimiento destinado a ampliar nuestras habilidades físicas, pero carecemos de una comprensión clara de cómo nuestros cerebros pueden adaptarse a él. Al estudiar a las personas que utilizan el tercer pulgar inteligentemente diseñado por Dani, buscamos responder preguntas clave sobre si el cerebro humano puede soportar una parte adicional del cuerpo y cómo la tecnología podría afectar nuestro cerebro».
El tercer pulgar está impreso en 3D, lo que facilita su personalización y se lleva en el lado de la mano opuesto al pulgar real del usuario, cerca del dedo meñique (meñique). El usuario lo controla con sensores de presión conectados a sus pies, en la parte inferior de los dedos gordos. Conectados de forma inalámbrica al pulgar, ambos sensores del dedo del pie controlan los diferentes movimientos del pulgar respondiendo de inmediato a los cambios sutiles de presión del usuario.
Para el estudio, se entrenó a 20 participantes para usar el Thumb durante cinco días, durante los cuales también se les animó a llevar el Thumb a casa todos los días después del entrenamiento para usarlo en escenarios de la vida diaria, por un total de dos a seis horas de uso por día. Esos participantes se compararon con un grupo adicional de 10 participantes de control que usaron una versión estática del Thumb mientras completaban el mismo entrenamiento.
Durante las sesiones diarias en el laboratorio, los participantes fueron entrenados para usar el pulgar enfocándose en tareas que ayudaron a aumentar la cooperación entre su mano y el pulgar, como levantar varias bolas o copas de vino con una mano. Aprendieron los conceptos básicos del uso del pulgar muy rápidamente, mientras que el entrenamiento les permitió mejorar con éxito su control motor, destreza y coordinación mano-pulgar. Los participantes incluso pudieron usar el pulgar cuando estaban distraídos (construyendo una torre de bloques de madera mientras resolvían un problema de matemáticas) o con los ojos vendados.
El diseñador Dani Clode (Instituto de Neurociencia Cognitiva de la UCL y Dani Clode Design), que formó parte del equipo de investigación central, dijo: “Nuestro estudio muestra que las personas pueden aprender rápidamente a controlar un dispositivo de aumento y usarlo para su beneficio, sin pensar demasiado. Vimos que al usar el tercer pulgar, las personas cambiaban los movimientos naturales de sus manos y también informaron que el pulgar robótico se sentía como parte de su propio cuerpo «.
La primera autora del estudio, Paulina Kieliba (Instituto de Neurociencia Cognitiva de la UCL) dijo: “El aumento corporal podría algún día ser valioso para la sociedad de muchas maneras, como permitir que un cirujano se las arregle sin un asistente o un trabajador de una fábrica para trabajar más eficientemente. Esta línea de trabajo podría revolucionar el concepto de prótesis, y podría ayudar a alguien que de manera permanente o temporal solo puede usar una mano, a hacer todo con esa mano. Pero para llegar allí, necesitamos continuar investigando las complicadas e interdisciplinarias preguntas sobre cómo estos dispositivos interactúan con nuestros cerebros».
Antes y después del entrenamiento, los investigadores escanearon los cerebros de los participantes usando fMRI, mientras los participantes movían sus dedos individualmente (no llevaban el pulgar mientras estaban en el escáner).
Los investigadores encontraron cambios sutiles pero significativos en la forma en que la mano que había sido aumentada con el tercer pulgar (pero no la otra mano) estaba representada en la corteza sensoriomotora del cerebro. En nuestro cerebro, cada dedo está representado de forma distinta a los demás; entre los participantes del estudio, el patrón de actividad cerebral correspondiente a cada dedo individual se volvió más similar (menos distinto).
Una semana después, algunos de los participantes fueron escaneados nuevamente, y los cambios en el área de la mano de su cerebro habían disminuido, lo que sugiere que los cambios podrían no ser a largo plazo, aunque se necesita más investigación para confirmarlo.
Paulina Kieliba dijo: “Nuestro estudio es el primero que investiga el uso de un dispositivo de aumento fuera de un laboratorio. Es el primer estudio de aumento llevado a cabo durante varios días de entrenamiento prolongado y el primero en tener un grupo de comparación no capacitado. El éxito de nuestro estudio muestra el valor de que los neurocientíficos trabajen en estrecha colaboración con diseñadores e ingenieros para garantizar que los dispositivos de aumento aprovechen al máximo la capacidad de nuestro cerebro para aprender y adaptarse, al tiempo que garantizan que los dispositivos de aumento se puedan utilizar de forma segura «.https://7a810679b1546b2c85dd8c512cdfd2c7.safeframe.googlesyndication.com/safeframe/1-0-38/html/container.html
El profesor Makin agregó: «La evolución no nos ha preparado para usar una parte extra del cuerpo, y hemos descubierto que para ampliar nuestras habilidades de formas nuevas e inesperadas, el cerebro necesitará adaptar la representación del cuerpo biológico».
Financiamiento: Los investigadores, con base en UCL y la Universidad de Oxford, fueron apoyados por el Consejo Europeo de Investigación, Wellcome y Sir Halley Stewart Charitable Trust.
