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Formación | 15 de agosto de 2011 [1] |
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Localización |
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Directores | Rajesh Rao y Chet Moritz |
Directores adjuntos | Sam Kassegne, Polina Anikeeva |
Directores anteriores | Yoky Matsuoka , Thomas Daniel |
Sitio web | http://www.centerforneurotech.org/ |
La CNT es un Centro de Investigación en Ingeniería financiado por la National Science Foundation para crear dispositivos que restauren la capacidad del cuerpo para la sensación y el movimiento. La National Science Foundation ha otorgado a la CNT ~ 30 millones de dólares desde 2011. [1]
La CNT tiene su sede en la Universidad de Washington y sus principales organizaciones asociadas son el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y la Universidad Estatal de San Diego (SDSU) .
Los investigadores de la CNT se especializan en campos relacionados con la ingeniería neuronal que incluyen: ingeniería biológica y tradicional, informática, matemáticas aplicadas, cirugía neurológica, neurociencia y neurobiología y filosofía. Los profesores del centro también provienen de varios campos de la medicina y ayudan con la implementación de diseños en el mundo real. [2] La CNT pone un fuerte énfasis en la neuroética , explorando cómo cuestiones éticas como la identidad, la privacidad y la responsabilidad moral o legal en relación con el campo en expansión de las tecnologías neuronales.
Misión
La misión de la CNT es desarrollar dispositivos y métodos neuronales innovadores para dirigir la neuroplasticidad diseñada en el cerebro y la médula espinal, lo que mejorará la función sensorial y motora de las personas con lesión de la médula espinal, accidente cerebrovascular y otros trastornos neurológicos. La neuroplasticidad de ingeniería es una nueva forma de rehabilitación que utiliza dispositivos de ingeniería para volver a cablear el sistema nervioso y restaurar las conexiones perdidas o lesionadas en el cerebro y la médula espinal. [3]
Investigar
Testbeds
- Banco de pruebas de plasticidad cortical : el objetivo de este banco de pruebas es diseñar neuroplasticidad en el cerebro, mejorando la capacidad del cerebro para adaptarse y recuperarse después de una lesión. Está dirigido a personas con trastornos neurológicos como un accidente cerebrovascular. Aquí es donde los investigadores del centro prueban la capacidad de los protocolos de estimulación neuronal para inducir la neuroplasticidad dependiente de la actividad mediante la remodelación de las conexiones neuronales entre las regiones corticales del cerebro.
- Banco de pruebas de plasticidad espinal : este banco de pruebas prueba directamente la capacidad de los investigadores para diseñar neuroplasticidad dentro de la médula espinal después de una lesión. Por ejemplo, los investigadores del centro están utilizando estimulación espinal eléctrica sincronizada con la actividad o movimiento muscular residual para producir mejoras duraderas en la función de la mano y el brazo después de una lesión de la médula espinal.
- Banco de pruebas de coadaptación : este banco de pruebas se centra en la comprensión y el desarrollo de algoritmos matemáticos diseñados para ayudar a una interfaz cerebro-computadora a adaptarse conjuntamente con el cerebro mismo en un sistema de estimulación neuronal. Un ejemplo de trabajo en este banco de pruebas es cuantificar la dinámica cortical a gran escala durante el aprendizaje y la inducción de neuroplasticidad, así como los cambios en la dinámica cortical que ocurren cuando los usuarios controlan directamente la estimulación cerebral utilizando sus pensamientos.
Empujes
Un impulso de investigación es el conocimiento fundamental o la investigación básica que los investigadores aportan al Centro. Estos impulsos alimentan tecnologías que existen y en las que los investigadores de CNT se están enfocando, incluida la electrocorticografía, la práctica de colocar electrodos en el cerebro para registrar la actividad eléctrica. Estas nuevas tecnologías se integran luego en bancos de pruebas de investigación. [4]
Impulso 1: comunicación e interfaz
El impulso de la comunicación y la interfaz se ocupa en gran medida de desarrollar formas más inteligentes de extraer información del cerebro, interpretarla y luego proporcionar retroalimentación al sistema neuronal. [5] El objetivo del desarrollo de estos sistemas inteligentes es utilizar menos energía para calcular más rápido y, potencialmente, aprovechar su energía a través de fuentes innovadoras. Al mismo tiempo, estos sistemas deben ser fáciles de usar. En otras palabras, deben ser fáciles de usar y confiables en funciones de cálculo y diseño mecánico. Un objetivo de este impulso es desarrollar un sistema de electrocorticografía (ECoG) que sea lo suficientemente compacto y eficiente en términos de energía para ser completamente implantable.
Thrust 2: Neurociencia computacional
El objetivo de Thrust 2 es comprender mejor la dinámica de los circuitos neuronales y desarrollar algoritmos matemáticos coadaptativos para inducir neuroplasticidad en el cerebro y la médula espinal. Una comprensión más profunda de la computación del cerebro informará el diseño de dispositivos sensoriomotores para el control neuronal y permitirá un trabajo futuro más específico en la investigación de la función neuronal. [6] Con este conocimiento, los sistemas inorgánicos se pueden diseñar mejor para interactuar mejor con el sistema de computación endógeno del cerebro.
Thrust 3: Neurociencia experimental
El impulso de la Neurociencia Experimental busca descubrir los principios fundamentales de la neurociencia sensoriomotora mediante la realización de experimentos innovadores de circuito cerrado habilitados por el hardware CNT y los avances computacionales.
Impulso 4: Neuroética
El impulso de la neuroética se preocupa por comprender y explorar cuestiones éticas como la privacidad, la normalidad y las responsabilidades morales o legales en relación con las tecnologías neuronales. [7] Uno de los objetivos es garantizar que las personas con discapacidad participen en todos los puntos del desarrollo de las tecnologías que, en última instancia, tienen como objetivo ayudarles. El equipo de neuroética lleva a cabo discusiones de grupos focales con estos "usuarios finales" para ayudar a guiar el trabajo de otros investigadores de la CNT interesados en el desarrollo de estos sistemas de asistencia.
Programas educativos
La CNT hace hincapié en algo más que completar la investigación; también enfatiza la educación de la próxima generación de investigadores. Si bien esto incluye programas tradicionales a nivel de posgrado, la CNT participa en programas diseñados para educar a estudiantes de pregrado, estudiantes de K-12 y maestros de K-12. La CNT utiliza estos programas para fomentar la diversidad y la inclusión de minorías y personas con discapacidad. [8] La CNT funciona como un sitio anfitrión para los programas de la NSF, que incluyen: Experiencias de investigación para estudiantes universitarios y Experiencias de investigación para profesores .
Experiencias de investigación para estudiantes universitarios (REU)
Como sede del programa REU de NSF, la CNT recibe a estudiantes de todo Estados Unidos durante diez semanas durante el verano. Los estudiantes de REU realizan investigaciones en los laboratorios de CNT, asisten a conferencias y participan en clases que cubren comunicaciones científicas y métodos de investigación.
Experiencias de investigación para veteranos (REV)
El Centro patrocina un programa para veteranos en el campus de Seattle de la Universidad de Washington. Al igual que en el programa REU, los participantes de todo Estados Unidos participan en la investigación en la interfaz de la biología y la ingeniería durante diez semanas durante el verano. Los participantes de REV trabajan en laboratorios de la CNT, asisten a conferencias y aprenden sobre comunicaciones científicas y métodos de investigación.
Experiencias de investigación para profesores (RET)
Similar al programa NSF REU, el programa RET coloca a los maestros en laboratorios CNT. Los maestros participantes desarrollan planes de lecciones para llevarlos al aula; estos planes de lecciones se publican en el sitio web de CNT para que cualquiera pueda acceder y utilizar.
Programa de jóvenes becarios (YSP)
El programa Young Scholars es un programa de verano diseñado para brindarles a los estudiantes de secundaria la oportunidad de realizar investigaciones en un entorno de laboratorio académico antes de ingresar a la universidad. En 2017, la CNT puso a prueba una versión condensada de este programa llamado YSP-REACH. YSP-REACH es un programa de verano de cinco días en la Universidad de Washington. Los estudiantes de secundaria reciben una introducción a la neurociencia y la ingeniería neuronal, la neuroética, la comunicación científica y los últimos desarrollos en interfaces cerebro-computadora. El objetivo de YSP y YSP-REACH es brindar a los estudiantes exposición al campo de la ingeniería neuronal y proporcionar preparación básica para estudios universitarios en materias STEM, así como futuras carreras STEM.
Plan de estudios de pregrado
La CNT ha desarrollado un nuevo plan de estudios de pregrado para la Universidad de Washington que incluye el curso de Ingeniería Neural, Laboratorio de Ingeniería Neural y Estudio Tecnológico de Ingeniería Neural. Ya está disponible una licenciatura en Computación e Ingeniería Neural. [9] Los materiales de estos cursos se distribuirán a las instituciones asociadas. [9]
Plan de estudios de posgrado
La CNT ha desarrollado un nuevo plan de estudios para un certificado de posgrado en Computación e Ingeniería Neural que incluye dos nuevos cursos. [10] Además, la CNT apoya a los estudiantes de intercambio para promover un espíritu internacional de colaboración dentro del campo. [10]
Socios académicos
Referencias
- ^ a b "Resumen del premio # 1028725" . Fundación Nacional de Ciencias . Consultado el 23 de julio de 2012 .
- ^ "Gente" . NSF ERC / NSE . Consultado el 14 de septiembre de 2014 .
- ^ "Visión y Misión" . NSF ERC / NSE . Consultado el 14 de septiembre de 2014 .
- ^ "Empujes CSNE" . NSF ERC / SNE . Consultado el 14 de septiembre de 2014 .
- ^ "Thrust 1: Comunicación e interfaz" . NSF ERC / SNE. Archivado desde el original el 13 de enero de 2014 . Consultado el 14 de septiembre de 2014 .
- ^ "Empuje 2: neurociencia computacional" . NSF ERC / SNE. Archivado desde el original el 15 de septiembre de 2014 . Consultado el 14 de septiembre de 2014 .
- ^ "Thrust 3: Neuroethics" . NSF ERC / SNE. Archivado desde el original el 24 de julio de 2016 . Consultado el 14 de septiembre de 2014 .
- ^ "Educación CSNE" . NSF ERC / SNE . Consultado el 14 de septiembre de 2014 .
- ^ a b "Programas de pregrado" . NSF ERC / SNE . Consultado el 14 de septiembre de 2014 .
- ^ a b "Programas de Posgrado" . NSF ERC / SNE . Consultado el 14 de septiembre de 2014 .
Coordenadas :47 ° 39′31 ″ N 122 ° 18′45 ″ O / 47,658608 ° N 122,312391 ° W / 47.658608; -122.312391