Un parapléjico dará el puntapié inicial del Mundial con un exoesqueleto con control mental

El estadio Arena Corinthians en Sao Paulo será el escenario de dos eventos históricos el 12 de junio. Uno es la apertura de la mayor fiesta del fútbol, el otro es el debut de una tecnología revolucionaria que podría transformar la vida de millones de personas.En la inauguración del Mundial en Brasil se realizará la primera demostración pública de un exoesqueleto controlado por la mente, que permitirá a una persona con parálisis caminar frente a unos 70.000 espectadores y una audiencia global de miles de millones.El traje robótico fue desarrollado por un equipo internacional de científicos que colaboran en el Proyecto Caminar de Nuevo, Walk Again Project, y es la culminación de más de un década de trabajo para el doctor Miguel Nicolelis, un científico brasileño especializado en neurología y basado en la Universidad Duke, en Carolina del Norte, Estados Unidos.El laboratorio dirigido por Nicolelis demostró en 2003 que un primate podía controlar los movimientos de un avatar o representación gráfica de si mismo solamente con su actividad cerebral.Desde noviembre, Nicolelis ha estado entrenando ocho pacientes en un laboratorio en Sao Paulo, en medio de una gran especulación en los medios de que uno de ellos se levantará de una silla de ruedas para dar la patada inicial del Mundial.

"Ése era el plan original", dijo Nicolelis desde Sao Paulo a BBC Mundo. "Pero ni siquiera yo puedo decirles específicamente cómo va a ser la demostración el día 12, porque eso está siendo discutido en este momento".
El científico brasileño explicó que todos los pacientes son adultos de más de 20 años y el mayor tiene cerca de 35.

"Comenzamos el entrenamiento en un ambiente virtual con un simulador. Todos los pacientes son capaces de realizar la actividad mental necesaria para mover el exoesqueleto".
"En los últimos días, cuatro de ellos entraron al exoesqueleto y dieron con él sus primeros pasos. Y un primer paciente ya usó el control mental para patear una pelota. Así que desde el punto de vista científico, clínico y tecnológico cumplimos nuestros objetivos: el exoesqueleto está siendo controlado por actividad cerebral y está enviando señales de feedback o retroalimentación al paciente".

Cómo funciona

Una gorra con sensores sobre el cuero cabelludo del paciente capta señales del cerebro y las envía a una computadora en la mochila del exoesqueleto que decodifica las señales y las envía a las piernas del robot.
El traje robótico funciona con hidráulica y una batería en la mochila permite un uso de aproximadamente dos horas.
"La idea básica es que grabamos señales del cerebro y esas señales son traducidas a comandos para que robot se mueva", dijo a BBC Mundo el doctor Gordon Cheng, de la Universidad Técnica de Múnich, quien ha venido trabajando con el Dr. Nicolelis e investigadores en Francia para construir el exoesqueleto."Nuestra contribución es más en el aspecto de ingeniería, y una de las tecnologías clave que aportamos son los sensores de piel, que representan lo más novedoso en piel artificial para robots", explicó Cheng.Los sensores en la piel artificial del robot permiten captar sensaciones del ambiente en forma similar a la de los seres humanos.

Piel artificial

El científico mexicano Emmanuel Dean trabaja en Alemania con el doctor Cheng en el Proyecto Andar de Nuevo.
"En el Instituto de Sistemas Cognitivos de la Universidad Técnica de Múnich hemos desarrollado un sensor modular que integra múltiples señales de diferentes sensores con la cual se puede construir una 'piel artificial'. Este módulo lleva por nombre CellulARSkin", dijo Dean a BBC Mundo.El sensor está bioinspirado en la piel humana y trata de reproducir las mismas sensaciones que se pueden obtener con nuestra piel, explicó el investigador."Los módulos de esta 'piel artificial' pueden obtener mediciones del ambiente que lo rodea, por ejemplo: CellulARSkin puede medir que tan cercano o lejano un objeto se encuentra (proximidad), también puede medir temperatura, detectar contactos y medir la fuerza de dichos contactos, y finalmente este sensor proporciona información inercial, la cual puede ser usada para detectar vibraciones o impactos en regiones cercanas al sensor (contactos indirectos). Estas propiedades hacen este sensor único en su tipo"."En el proyecto de Walk Again se utilizan las diferentes modalidades de este sensor para detectar cuando el paciente hace contacto con sus pies con el suelo. Así mismo la información inercial provee información valiosa para controlar adecuadamente velocidades y aceleraciones del exoesqueleto".

Retroalimentación táctil

Nicolelis explicó que "cuando el exoesqueleto comienza a moverse y toca el suelo, esta señal es transmitida a un vibrador electrónico aplicado al brazo del paciente que estimula la piel en forma táctil".
"Lo que pasa cuando se practica mucho tiempo es que el cerebro pasa a asociar los movimientos de las piernas y el tocar el piso con esa vibración en el brazo. El paciente comienza a desarrollar una sensación nuevamente de que tiene piernas y está caminando".Los componentes del exoesqueleto fueron construidos por "muchas, muchas compañías diferente", dijo Cheng a la BBC."Para reducir el peso y acelerar el desarrollo usamos mucha tecnología de impresión en 3D, que usa materiales como plásticos muy resistentes, algunos más que el metal y muy livianos, y también, por supuesto, usamos componentes estándar de aluminio".

"Transformación social"

Algunos críticos cuestionan que la demostración del exoesqueleto podría dar la impresión errónea de que la tecnología estará disponible en breve. Nicolelis enfatiza que "éste es sólo el comienzo. Nuestra propuesta siempre fue demostrar la tecnología como un primer paso simbólico de una nueva forma de cuidar pacientes con parálisis grave".
"Para que el exoesqueleto esté disponible en el futuro hay comenzar en algún lugar"."La ciencia progresa así. Tenemos que demostrar y probar el concepto y pensamos que la apertura del Mundial era una oportunidad óptima para demostrar que es posible. Es una forma de decir a la sociedad civil en el mundo, que paga por la ciencia, que tenemos la posibilidad de soñar con esa realización porque ya está funcionando en carácter experimental".¿Cuál es el mensaje que Nicolelis quiere transmitir a millones de personas el 12 de junio?"El mensaje principal es que la ciencia y la tecnología pueden ser agentes de transformación social en todo el mundo, que pueden ser empleadas para aliviar el sufrimiento y las limitaciones de millones de personas".Nicolelis también quiere transmitir una imagen de Brasil más allá de estereotipos. "Queremos mostrar al planeta otro Brasil que pocos conocen, que aquí también se pueden hacer grandes proyectos científicos con gran impacto humantario no sólo para los brasileños sino para todo el mundo".

"Uso bello"

La idea de ciencia como agente de transformación social es uno de los pilares del centro que Nicolelis fundó en 2005 en las afueras de Natal, en el nordeste de Brasil, en una de las regiones más pobres del país.
El Instituto Internacional de Neurociencia de Natal, IINN, no sólo alberga centros de investigación, sino una escuela de educación científica que atiende a 1.500 niños y una clínica de cuidado prenatal gratuito que ofrece 12.000 consultas al año.Cheng comparte la visión de Nicolelis. "Hay percepciones equivocadas sobre la robótica por otros usos y yo pienso que el exoesqueleto es un uso muy bello. Eso es lo que queremos transmitir a los niños en nuestros programas de extensión, que la ciencia y la ingeniería pueden colaborar para hacer una enorme diferencia en la sociedad"."Luego de la demostración continuaremos con el proyecto y trabajaremos para poner esta tecnología en manos de la gente. Sucederá en nuestro tiempo. Aún me quedan otros 20 años antes de jubilarme, y ocurrirá antes de eso".http://www.lacapital.com.ar/informacion-gral/Un-paraplejico-dara-el-puntapie-inicial-del-Mundial-con-un-exoesqueleto-con-control-mental-20140512-0039.html.  https://www.youtube.com/watch?v=UHZ4d2_wScQ

El sabor de la comida no está en los alimentos”

CUKMI: ¿Qué regiones del cerebro trabajan mientras comemos?
GORDON: La gente suele pensar sólo el sentido del gusto surge en la boca cuando comemos. Sin embargo –y este es uno de los objetivos de la Neurogastronomía– comer involucra a la mayor parte de las regiones de nuestro cerebro, desde la sensorial y la motriz hasta las regiones más cognitivas implicadas en la memoria y la emoción.
CUKMI: ¿Y cuál es el rol de la memoria en al comer?
GORDON: La memoria es esencial para reconocer el sabor de lo que comemos. La identificación de un sabor involucra al cerebro, primero, para crear una imagen olfativa de las moléculas de la comida en nuestras bocas. Esta imagen se relaciona con la que está almacenada en la memoria en nuestro “camino olfativo” y, finalmente, con la imagen almacenada al más alto nivel de nuestro cerebro para que podamos decidir si nos gusta y queremos comer eso.
CUKMI: ¿Qué pasa en nuestro cerebro cuando olemos algo delicioso?
GORDON: El objetivo principal de la Neurogastronomía es explicar cómo un sabor y su cualidad de delicioso no reside en el alimento, y tampoco simplemente sucede en el cerebro, sino más bien que es creado por el cerebro. Es algo nuevo, resultado de una investigación en equipo que yo mismo llevé adelante, con resultados de gran alcance que no han sido apreciados hasta ahora.
Cómo se forma el sabor
Los humanos parecen estar adaptados especialmente entre los animales para sentir el sabor de los alimentos.
El olfato juega un rol importante en el sabor, pero no a través de los aromas agradables de los alimentos, sino por las moléculas de los alimentos liberadas en la boca que se dirigen a la nariz a través de la respiración, en lo que se llama olor retronasal.
Este olor estimula los receptores en la nariz que provocan la construcción de imágenes de esas moléculas en el “camino olfativo”.
Nuestro cerebro combina las imágenes olfativas con imágenes de los otros sentidos –el gusto, el tacto y el sonido de los alimentos–, así como nuestras percepciones visuales anteriores de los alimentos, para producir la imagen combinada del sabor.
De manera que el sabor es una cualidad del cerebro y no del alimento, así como el color no es una cualidad del objeto. Nuestras preferencias de alimentos, por lo tanto, son el resultado de lo que hemos aprendido en la vida de lo que nos gusta comer. Y aunque elegimos un alimento por cómo “sabe”, llamarlo “sabor” es una ilusión: porque la comida está en nuestra boca, el cerebro nos engaña a pensar que el aroma de la comida viene de la boca como “sabor”.
CUKMI: ¿Qué provoca el hambre? ¿Pueden las imágenes de comida producirnos un hambre irresistible?
GORDON: El hambre es una sensación compleja, que involucra mucho más que la búsqueda de una comida sabrosa. Sin embargo, hay algunas relaciones interesantes entre las imágenes de los alimentos y el hambre.
Si tenemos la suerte de comer bien, lo que los psicólogos llaman comer hasta la saciedad, nuestros cerebros pueden registrar esta sensación también. Las células nerviosas en el “camino olfativo” que responden a los olores varían en la intensidad de su respuesta en función de cuán hambriento un animal esté. Esta modulación por la saciedad se aplica incluso a los alimentos con sabores que deseamos. La psicóloga Dana Small realizó un experimento en el que dejó a los participantes comer trozos de chocolate, uno tras otro hasta que no pudieran comer más, y el chocolate pasó a disgustarles… ¡difícil de creer!
CUKMI: El antropólogo Richard Wrangham dijo en Cukmi que la cocina nos hizo humanos, es decir, más inteligentes que el resto de los animales. ¿Está de acuerdo?
GORDON: Los estudios de Richard Wrangham sugieren los humanos ancestrales controlaron el fuego hace casi 2 millones de años, mucho antes de lo que se pensaba. Plantea la hipótesis de que esto los llevó a cocinar, sobre todo carne, lo que hizo la dieta mucho más rica en energía, permitiendo así un cerebro más grande. En esta teoría, la cocina es esencial para el surgimiento de los humanos modernos.
La Neurogastronomía respalda esta opinión. Si el sistema de sabores del cerebro juega un papel predominante en la elección de nuestra dieta, también debe haber sido importante para nuestros ancestros humanos. Por lo tanto, los sabores mejorados de los alimentos producto de la cocción, junto con el hecho de que la comida era compartida por la familia entera, lleva a la hipótesis de que la cocina era un vínculo fundamental para el desarrollo social de los seres humanos. En este sentido, el sabor tenía funciones adaptativas para la supervivencia de las sociedades primitivas. Además, nuestros estudios apoyan la hipótesis de que la comida sabrosa requiere la aparición del lenguaje para la comunicación entre los individuos acerca de producir y disfrutar de esos sabores.
CUKMI: ¿Pueden los alimentos mejorar la actividad neuronal y ayudarnos a reaccionar y pensar mejor?
GORDON: Todo el mundo sabe que una taza de té o de café con cafeína mejora los tiempos de reacción al activar de las células nerviosas excitadoras, mientras que el alcohol deprime el sistema nervioso central. También hay efectos a largo plazo. Un estudio sometió a personas a una dieta alta en proteínas durante varias semanas y encontró que tenían tiempos de reacción más rápidos.
CUKMI: ¿Cómo puede explicar los desórdenes alimenticios?
GORDON: La Neurogastronomía tiene un capítulo sobre las obsesiones, como ansiedad por la comida y su resultado final: la obesidad. Se difundió un estudio sobre la relación entre la adicción a alimentos y drogas. La Dra. Nora Volkow, directora del Instituto Nacional sobre el Abuso de Drogas, ha sugerido un esquema general, con mecanismos de impacto sensorial, memoria, impulso y autocontrol. Demasiado impacto reforzado por la memoria lleva a demasiado impulso y muy poco control, lo que provoca la adicción a las drogas.
CUKMI: ¿Y cómo es en el caso de la obesidad?
GORDON: En el caso de los alimentos, si es muy alto el impacto de un sabor, está reforzado por un vívido recuerdo de ese sabor, y hay muy poco control, lleva a la obesidad. Un beneficio potencial práctico de llegar a un conocimiento más profundo del sistema de sabores del cerebro es darse cuenta de que la gente tiene varias maneras de combatir la obesidad: reducir la sensibilidad a la “imagen” del sabor de sus comidas favoritas; reducir la intensidad en la memoria del sabor de esa “imagen”; aumentar su sensación de auto-control sobre la motivación de comer sus alimentos favoritos; ¡y pensar en cosas alternativas que hacer para reducir su motivación para comer! Estos mecanismos están en el corazón de la parte activa del sistema de sabores del cerebro. Necesitamos mucha más investigación para probar estas hipótesis, pero el hecho de que existen mecanismos comunes da esperanza para los tratamientos de una amplia gama de trastornos. http://cukmi.com/el-sabor-de-la-comida-no-esta-en-los-alimentos/

Afirman que materiales de "piel artificial" pueden sentir niveles de presión

Un nuevo tipo de "piel" artificial, diseñado a partir de materiales semiconductores flexibles, puede sentir al tacto, lo que permitiría crear robots con un agarre tan delicado como para sostener un huevo y también lo suficientemente fuertes como para tomar una sartén.Los científicos han tenido muchos problemas para crear dispositivos robóticos capaces de ajustar la cantidad de fuerza necesaria para sostener y usar distintos objetos. Los materiales sensibles a la presión buscan superar ese desafío.
"Los seres humanos generalmente saben cómo sostener un huevo frágil sin romperlo", dijo Ali Javey, ingeniero eléctrico de la University of California en Berkeley, quien dirigió uno de los dos equipos que informaron los descubrimientos sobre piel artificial en la revista Nature Materials."Si queremos un robot que pueda descargar el lavaplatos, por ejemplo, querríamos asegurarnos que no romperá las copas de vino en el proceso", señaló Javey en un comunicado.El equipo de Javey reveló una forma de crear diminutos "nanocables" con una aleación de silicona y germanio. El dispositivo se cubrió con una goma sensible a la presión.Las pruebas sobre el material mostraron que podía detectar un rango de fuerzas que iban desde tipear en un teclado hasta sostener un objeto.Un segundo equipo dirigido por Zhenan Bao, ingeniera química de la Stanford University en California, utilizó un enfoque diferente para crear un material tan sensible que pudo detectar el peso de una mariposa posada sobre él.
Los sensores diseñados por el equipo de Bao se confeccionaron a partir de una goma altamente elástica modelada con precisión entre dos electrodos. Cuando ese material se estrecha, la piel artificial mide el cambio en la actividad eléctrica. "El cambio en el espesor del material es transformado en una señal eléctrica", explicó la autora.Finalmente, el equipo espera que la piel artificial pueda usarse para restaurar el tacto en las personas con prótesis en las extremidades, aunque los científicos primero necesitan comprender mejor cómo integrar los sensores al sistema nervioso central de los seres humanos.La piel artificial creada por Javey es la última aplicación de nuevas formas de procesar materiales inorgánicos semiconductores como la silicona para volverlos sensores eléctricos flexibles.
http://www.docsalud.com/articulo/1158/afirman-que-materiales-de-piel-artificial-pueden-sentir-niveles-de-presión