La neurotecnología es cualquier tecnología que tiene una influencia fundamental en cómo las personas comprenden el cerebro y varios aspectos de la conciencia , el pensamiento y las actividades de orden superior en el cerebro. También incluye tecnologías diseñadas para mejorar y reparar la función cerebral [1] y permitir que los investigadores y los médicos visualicen el cerebro.
Fondo
El campo de la neurotecnología existe desde hace casi medio siglo, pero solo ha alcanzado su madurez en los últimos veinte años. El advenimiento de las imágenes cerebrales revolucionó el campo, permitiendo a los investigadores monitorear directamente las actividades del cerebro durante los experimentos. La neurotecnología ha tenido un impacto significativo en la sociedad, aunque su presencia es tan común que muchos no se dan cuenta de su ubicuidad. Desde los medicamentos farmacéuticos hasta el escáner cerebral, la neurotecnología afecta a casi todas las personas industrializadas, ya sea directa o indirectamente, ya sea desde medicamentos para la depresión, el sueño, el TDA o los antineuróticos hasta el escáner de cáncer, la rehabilitación de accidentes cerebrovasculares y mucho más.
A medida que aumenta la profundidad del campo, potencialmente permitirá que la sociedad controle y aproveche más lo que hace el cerebro y cómo influye en los estilos de vida y las personalidades. Las tecnologías comunes ya intentan hacer esto; juegos como BrainAge , [2] y programas como Fast ForWord [3] que tienen como objetivo mejorar la función cerebral, son neurotecnologías.
Actualmente, la ciencia moderna puede obtener imágenes de casi todos los aspectos del cerebro, así como controlar un grado de la función del cerebro. Puede ayudar a controlar la depresión , la sobreactivación, la falta de sueño y muchas otras afecciones. Terapéuticamente puede ayudar a mejorar ictus coordinación motora víctimas, mejorar la función cerebral, reducir los episodios epilépticos (ver la epilepsia ), mejorar los pacientes con enfermedades motoras degenerativas ( enfermedad de Parkinson , enfermedad de Huntington , ELA ), y puede incluso ayudar a aliviar el dolor fantasma percepción. [4] Los avances en el campo prometen muchas mejoras y métodos de rehabilitación nuevos para los pacientes que padecen problemas neurológicos. La revolución de la neurotecnología ha dado lugar a la iniciativa La Década de la Mente , que se inició en 2007. [5] También ofrece la posibilidad de revelar los mecanismos por los cuales la mente y la conciencia emergen del cerebro.
Tecnologías actuales
Imágenes en vivo
La magnetoencefalografía es una técnica de neuroimagen funcional para mapear la actividad cerebral mediante el registro de campos magnéticos producidos por corrientes eléctricas que ocurren naturalmente en el cerebro , utilizando magnetómetros muy sensibles . Las matrices de SQUID (dispositivos de interferencia cuántica superconductores) son el magnetómetro más común. Las aplicaciones de MEG incluyen la investigación básica de los procesos cerebrales perceptivos y cognitivos, la localización de las regiones afectadas por la patología antes de la extirpación quirúrgica, la determinación de la función de varias partes del cerebro y el neurofeedback . Esto se puede aplicar en un entorno clínico para encontrar ubicaciones de anomalías, así como en un entorno experimental para simplemente medir la actividad cerebral. [6]
La resonancia magnética (MRI) se usa para escanear el cerebro en busca de estructuras topológicas y de referencia en el cerebro, pero también se puede usar para la activación de imágenes en el cerebro. [7] Si bien los detalles sobre cómo funciona la resonancia magnética se reservan para el artículo real de resonancia magnética, los usos de la resonancia magnética son de gran alcance en el estudio de la neurociencia. Es una tecnología fundamental en el estudio de la mente, especialmente con el advenimiento de la resonancia magnética funcional (fMRI). [8] La resonancia magnética funcional mide los niveles de oxígeno en el cerebro tras la activación (mayor contenido de oxígeno = activación neural) y permite a los investigadores comprender qué loci son responsables de la activación bajo un estímulo dado. Esta tecnología es una gran mejora para la activación de una sola célula o loci mediante la exposición del cerebro y la estimulación por contacto. La resonancia magnética funcional permite a los investigadores establecer relaciones asociativas entre diferentes loci y regiones del cerebro y proporciona una gran cantidad de conocimiento para establecer nuevos puntos de referencia y loci en el cerebro. [9]
La tomografía computarizada (TC) es otra tecnología utilizada para escanear el cerebro. Se ha utilizado desde la década de 1970 y es otra herramienta utilizada por los neurocientíficos para rastrear la estructura y activación del cerebro. [7] Si bien muchas de las funciones de las tomografías computarizadas ahora se realizan mediante resonancia magnética, la tomografía computarizada todavía se puede usar como el modo por el cual se detectan la activación cerebral y la lesión cerebral. Usando rayos X, los investigadores pueden detectar marcadores radiactivos en el cerebro que indican la activación cerebral como una herramienta para establecer relaciones en el cerebro, así como detectar muchas lesiones / enfermedades que pueden causar daños duraderos al cerebro, como aneurismas, degeneración y cáncer.
La tomografía por emisión de positrones (PET) es otra tecnología de imágenes que ayuda a los investigadores. En lugar de utilizar resonancia magnética o rayos X, las exploraciones PET se basan en marcadores emisores de positrones que están unidos a un marcador biológicamente relevante como la glucosa. [10] Cuanto mayor es la activación en el cerebro, más nutrientes requiere esa región, por lo que una mayor activación aparece con más brillo en una imagen del cerebro. Los investigadores utilizan cada vez más las exploraciones por PET porque las exploraciones por PET se activan debido al metabolismo, mientras que la resonancia magnética se activa sobre una base más fisiológica (activación de azúcar frente a activación de oxígeno).
Estimulación magnética transcraneal
La estimulación magnética transcraneal (TMS) es esencialmente una estimulación magnética directa al cerebro. Debido a que las corrientes eléctricas y los campos magnéticos están intrínsecamente relacionados, al estimular el cerebro con pulsos magnéticos es posible interferir con loci específicos en el cerebro para producir un efecto predecible. [11] Este campo de estudio está recibiendo actualmente una gran atención debido a los posibles beneficios que podrían derivarse de una mejor comprensión de esta tecnología. [12] El movimiento magnético transcraneal de partículas en el cerebro es prometedor para el direccionamiento y la administración de fármacos, ya que los estudios han demostrado que no es invasivo en la fisiología del cerebro. [13]
Estimulación transcraneal de corriente continua
La estimulación transcraneal con corriente continua (tDCS) es una forma de neuroestimulación que utiliza una corriente baja y constante suministrada a través de electrodos colocados en el cuero cabelludo. Los mecanismos subyacentes a los efectos de la tDCS aún no se comprenden completamente, pero los avances recientes en neurotecnología que permiten la evaluación in vivo de la actividad eléctrica cerebral durante la tDCS [14] prometen avanzar en la comprensión de estos mecanismos. La investigación sobre el uso de tDCS en adultos sanos ha demostrado que tDCS puede aumentar el rendimiento cognitivo en una variedad de tareas, dependiendo del área del cerebro que se estimula. La tDCS se ha utilizado para mejorar la capacidad lingüística y matemática (aunque también se encontró que una forma de tDCS inhibe el aprendizaje de las matemáticas), [15] capacidad de atención, resolución de problemas, memoria, [16] y coordinación.
Medidas de la superficie craneal
La electroencefalografía (EEG) es un método para medir la actividad de las ondas cerebrales de forma no invasiva. Se colocan varios electrodos alrededor de la cabeza y el cuero cabelludo y se miden las señales eléctricas. Normalmente, los electroencefalogramas se utilizan cuando se trata del sueño, ya que existen patrones de ondas característicos asociados con las diferentes etapas del sueño. [17] Clínicamente, los EEG se utilizan para estudiar la epilepsia, así como la presencia de accidentes cerebrovasculares y tumores en el cerebro. Los EEG son un método diferente para comprender la señalización eléctrica en el cerebro durante la activación.
La magnetoencefalografía (MEG) es otro método para medir la actividad en el cerebro midiendo los campos magnéticos que surgen de las corrientes eléctricas en el cerebro. [18] El beneficio de usar MEG en lugar de EEG es que estos campos están muy localizados y dan lugar a una mejor comprensión de cómo reaccionan los loci específicos a la estimulación o si estas regiones se activan en exceso (como en los ataques epilépticos).
Tecnologías de implantes
Los neurodispositivos son todos los dispositivos que se utilizan para controlar o regular la actividad cerebral. Actualmente hay algunos disponibles para uso clínico como tratamiento para la enfermedad de Parkinson. Los neurodispositivos más comunes son los estimuladores cerebrales profundos ( DBS ) que se utilizan para dar estimulación eléctrica a las áreas afectadas por la inactividad. [19] Se sabe que la enfermedad de Parkinson es causada por la inactivación de los ganglios basales (núcleos) y recientemente la estimulación cerebral profunda se ha convertido en la forma más preferida de tratamiento para la enfermedad de Parkinson, aunque la investigación actual cuestiona la eficacia de la estimulación cerebral profunda para los trastornos del movimiento. [19]
La neuromodulación es un campo relativamente nuevo que combina el uso de neurodispositivos y neuroquímica. La base de este campo es que el cerebro puede regularse mediante una serie de factores diferentes (metabólicos, estimulación eléctrica, fisiológicos) y que todos ellos pueden ser modulados por dispositivos implantados en la red neuronal. Si bien actualmente este campo se encuentra todavía en fase de investigación, representa un nuevo tipo de integración tecnológica en el campo de la neurotecnología. El cerebro es un órgano muy sensible, por lo que además de investigar las cosas asombrosas que pueden producir la neuromodulación y los dispositivos neuronales implantados, es importante investigar formas de crear dispositivos que provoquen la menor cantidad posible de respuestas negativas del cuerpo. Esto se puede hacer modificando la química de la superficie del material de los implantes neurales .
Terapia celular
Los investigadores han comenzado a analizar los usos de las células madre en el cerebro, que recientemente se han encontrado en algunos loci. Se están realizando una gran cantidad de estudios [ cita requerida ] para determinar si esta forma de terapia podría usarse a gran escala. Los experimentos han utilizado con éxito células madre en el cerebro de niños que sufrieron lesiones durante la gestación y personas mayores con enfermedades degenerativas para inducir al cerebro a producir nuevas células y hacer más conexiones entre neuronas.
Productos farmacéuticos
Los productos farmacéuticos desempeñan un papel vital en el mantenimiento de la química cerebral estable y son la neurotecnología más utilizada por el público en general y la medicina. Fármacos como la sertralina , el metilfenidato y el zolpidem actúan como moduladores químicos en el cerebro y permiten la actividad normal en muchas personas cuyos cerebros no pueden actuar normalmente en condiciones fisiológicas. Si bien los productos farmacéuticos generalmente no se mencionan y tienen su propio campo, el papel de los productos farmacéuticos es quizás el de mayor alcance y lugar común en la sociedad moderna (el enfoque en este artículo ignorará en gran medida los neurofármacos; para obtener más información, consulte neuropsicofarmacología ). El movimiento de partículas magnéticas a regiones específicas del cerebro para la administración de fármacos es un campo de estudio emergente y no causa daños detectables en los circuitos. [20]
Estimulación magnética de campo bajo
La estimulación con campos magnéticos de baja intensidad se está estudiando actualmente para la depresión en la Facultad de Medicina de Harvard, y Bell ya la había explorado. Tiene la aprobación de la FDA para el tratamiento de la depresión. También se está investigando para otras aplicaciones como el autismo. Un problema es que no hay dos cerebros iguales y la estimulación puede causar polarización o despolarización. (et al.), [21] Marino (et al.), [22] y otros.
Cómo ayudan estos a estudiar el cerebro
La resonancia magnética es una herramienta vital en la investigación neurológica para mostrar la activación en el cerebro y proporcionar una imagen completa del cerebro que se está estudiando. Si bien las resonancias magnéticas se usan clínicamente para mostrar el tamaño del cerebro, aún tienen relevancia en el estudio de los cerebros porque se pueden usar para determinar el alcance de las lesiones o la deformación. Estos pueden tener un efecto significativo en la personalidad, la percepción sensorial, la memoria, el pensamiento de orden superior, el movimiento y la comprensión espacial. Sin embargo, la investigación actual tiende a centrarse más en el modo de resonancia magnética funcional o resonancia magnética funcional en tiempo real (rtfMRI). [23] Estos dos métodos permiten al científico o al participante, respectivamente, ver la activación en el cerebro. Esto es increíblemente vital para comprender cómo piensa una persona y cómo reacciona su cerebro al entorno de una persona, así como para comprender cómo funciona el cerebro bajo diversos factores estresantes o disfunciones. La resonancia magnética funcional en tiempo real es una herramienta revolucionaria disponible para neurólogos y neurocientíficos porque los pacientes pueden ver cómo reacciona su cerebro a los factores estresantes y pueden percibir la retroalimentación visual. [9] Las tomografías computarizadas son muy similares a las resonancias magnéticas en su uso académico porque pueden usarse para obtener imágenes del cerebro después de una lesión, pero son más limitadas en la retroalimentación perceptiva. [7] Los TC se utilizan generalmente en estudios clínicos mucho más que en estudios académicos, y se encuentran con mucha más frecuencia en un hospital que en un centro de investigación. Los escáneres PET también están encontrando más relevancia en el mundo académico porque pueden usarse para observar la captación metabólica de las neuronas, lo que brinda a los investigadores una perspectiva más amplia sobre la actividad neuronal en el cerebro para una afección determinada. [10] Las combinaciones de estos métodos pueden proporcionar a los investigadores el conocimiento de los comportamientos fisiológicos y metabólicos de los loci en el cerebro y pueden usarse para explicar la activación y desactivación de partes del cerebro en condiciones específicas.
La estimulación magnética transcraneal es un método relativamente nuevo para estudiar cómo funciona el cerebro y se utiliza en muchos laboratorios de investigación centrados en trastornos del comportamiento y alucinaciones. Lo que hace que la investigación de TMS sea tan interesante en la comunidad de la neurociencia es que puede apuntar a regiones específicas del cerebro y apagarlas o activarlas temporalmente; cambiando así la forma en que se comporta el cerebro. Los trastornos de la personalidad pueden provenir de una variedad de factores externos, pero cuando el trastorno proviene de los circuitos del cerebro, el TMS puede usarse para desactivar los circuitos. Esto puede dar lugar a una serie de respuestas, que van desde la "normalidad" a algo más inesperado, pero la investigación actual se basa en la teoría de que el uso de TMS podría cambiar radicalmente el tratamiento y quizás actuar como una cura para los trastornos de la personalidad y las alucinaciones. [12] Actualmente, se está investigando la estimulación magnética transcraneal repetitiva ( EMTr ) para ver si este efecto de desactivación puede hacerse más permanente en pacientes que padecen estos trastornos. Algunas técnicas combinan TMS y otro método de exploración, como EEG, para obtener información adicional sobre la actividad cerebral, como la respuesta cortical. [24]
Tanto EEG como MEG se utilizan actualmente para estudiar la actividad del cerebro en diferentes condiciones. Cada uno utiliza principios similares, pero permite a los investigadores examinar regiones individuales del cerebro, lo que permite el aislamiento y la clasificación potencialmente específica de las regiones activas. Como se mencionó anteriormente, el EEG es muy útil en el análisis de pacientes inmóviles, generalmente durante el ciclo del sueño. Si bien hay otros tipos de investigación que utilizan EEG, [24] EEG ha sido fundamental para comprender el cerebro en reposo durante el sueño. [17] Hay otros usos potenciales para EEG y MEG, como trazar la rehabilitación y la mejora después de un trauma, así como probar la conductividad neuronal en regiones específicas de epilépticos o pacientes con trastornos de la personalidad.
La neuromodulación puede involucrar numerosas tecnologías combinadas o utilizadas de forma independiente para lograr un efecto deseado en el cerebro. La terapia génica y celular se está volviendo más frecuente en la investigación y los ensayos clínicos y estas tecnologías podrían ayudar a detener o incluso revertir la progresión de la enfermedad en el sistema nervioso central. La estimulación cerebral profunda se utiliza actualmente en muchos pacientes con trastornos del movimiento y se utiliza para mejorar la calidad de vida de los pacientes. [19] Si bien la estimulación cerebral profunda es un método para estudiar cómo funciona el cerebro per se, proporciona tanto a los cirujanos como a los neurólogos información importante sobre cómo funciona el cerebro cuando ciertas regiones pequeñas de los ganglios basales (núcleos) son estimuladas por corrientes eléctricas.
Tecnologías futuras
El futuro de las neurotecnologías radica en cómo se aplican fundamentalmente, y no tanto en qué nuevas versiones se desarrollarán. Las tecnologías actuales brindan una gran cantidad de información sobre la mente y cómo funciona el cerebro, pero aún se necesita investigación básica para demostrar las funciones más aplicadas de estas tecnologías. Actualmente, la rtfMRI se está investigando como un método para la terapia del dolor y ha demostrado que hay una mejora significativa en la forma en que las personas perciben el dolor si se les informa sobre cómo funciona su cerebro cuando tienen dolor. Al brindar retroalimentación directa y comprensible, los investigadores pueden ayudar a los pacientes con dolor crónico a disminuir sus síntomas. Este nuevo tipo de retroalimentación bio / mecánica es un nuevo desarrollo en la terapia del dolor. [9] La resonancia magnética funcional también se está considerando para varios usos más aplicables fuera de la clínica. Se han realizado investigaciones para probar la eficiencia de mapear el cerebro en el caso de que alguien mienta como una nueva forma de detectar la mentira. [25] En la misma línea, el EEG también se ha considerado para su uso en la detección de mentiras. [26] La EMT se utiliza en una variedad de terapias potenciales para pacientes con trastornos de la personalidad, epilepsia , trastorno de estrés postraumático , migraña y otros trastornos cerebrales, pero se ha encontrado que tiene un éxito clínico variable para cada afección. [12] El resultado final de dicha investigación sería desarrollar un método para alterar la percepción y el disparo del cerebro y entrenar el cerebro de los pacientes para que se reconecte permanentemente en condiciones inhibidoras (para más información, consulte rTMS ). [12] Además, se ha descubierto que las exploraciones por TEP tienen una precisión del 93% en la detección de la enfermedad de Alzheimer casi 3 años antes del diagnóstico convencional, lo que indica que la exploración por TEP se está volviendo más útil tanto en el laboratorio como en la clínica. [27]
Las tecnologías de células madre son siempre destacadas tanto en la mente del público en general como de los científicos debido a su gran potencial. Los avances recientes en la investigación con células madre han permitido a los investigadores realizar estudios éticos en casi todas las facetas del cuerpo, incluido el cerebro. La investigación ha demostrado que, si bien la mayor parte del cerebro no se regenera y es típicamente un entorno muy difícil de fomentar la regeneración, [28] hay partes del cerebro con capacidades regenerativas (específicamente el hipocampo y los bulbos olfatorios ). [29] Gran parte de la investigación sobre la regeneración del sistema nervioso central se centra en cómo superar esta mala calidad regenerativa del cerebro. Es importante señalar que existen terapias que mejoran la cognición y aumentan la cantidad de vías neuronales, [3] pero esto no significa que haya una proliferación de células neuronales en el cerebro. Más bien, se llama recableado plástico del cerebro ( plástico porque indica maleabilidad) y se considera una parte vital del crecimiento. Sin embargo, muchos problemas en los pacientes provienen de la muerte de neuronas en el cerebro, y los investigadores en el campo se esfuerzan por producir tecnologías que permitan la regeneración en pacientes con accidente cerebrovascular, enfermedad de Parkinson, trauma severo y enfermedad de Alzheimer , así como muchos otros. Aunque todavía se encuentran en etapas incipientes de desarrollo, los investigadores han comenzado recientemente a realizar avances muy interesantes en el intento de tratar estas enfermedades. Recientemente, los investigadores han producido con éxito neuronas dopaminérgicas para trasplantes en pacientes con enfermedad de Parkinson con la esperanza de que puedan moverse nuevamente con un suministro más constante de dopamina. [30] [ verificación fallida ] Muchos investigadores están construyendo andamios que podrían trasplantarse a un paciente con traumatismo de la médula espinal para presentar un entorno que promueva el crecimiento de axones (porciones de la célula atribuidas a la transmisión de señales eléctricas) de modo que los pacientes no puedan moverse o sentir que podría volver a hacerlo. [31] Las posibilidades son amplias, pero es importante señalar que muchas de estas terapias aún se encuentran en la fase de laboratorio y se están adaptando lentamente en la clínica. [32] Algunos científicos permanecen escépticos con el desarrollo del campo y advierten que existe una posibilidad mucho mayor de que se desarrollen prótesis eléctricas para resolver problemas clínicos como pérdida de audición o parálisis antes de que se utilice la terapia celular en una clínica. [33] [ necesita cotización para verificar ]
Se están investigando nuevos sistemas de administración de fármacos para mejorar las vidas de quienes luchan con trastornos cerebrales que podrían no ser tratados con células madre, modulación o rehabilitación. Los productos farmacéuticos juegan un papel muy importante en la sociedad y el cerebro tiene una barrera muy selectiva que evita que algunos medicamentos pasen de la sangre al cerebro. Hay algunas enfermedades del cerebro, como la meningitis, que requieren que los médicos inyecten directamente el medicamento en la médula espinal porque el medicamento no puede atravesar la barrera hematoencefálica . [34] Se están llevando a cabo investigaciones para investigar nuevos métodos para atacar el cerebro utilizando el suministro de sangre, ya que es mucho más fácil de inyectar en la sangre que en la columna vertebral. Se están investigando nuevas tecnologías como la nanotecnología para la administración selectiva de fármacos, pero estas tecnologías tienen problemas como cualquier otra. Uno de los principales contratiempos es que cuando una partícula es demasiado grande, el hígado del paciente absorberá la partícula y la degradará para su excreción, pero si la partícula es demasiado pequeña, no habrá suficiente fármaco en la partícula para que surta efecto. [35] Además, el tamaño del poro capilar es importante porque una partícula demasiado grande podría no encajar o incluso tapar el orificio, impidiendo el suministro adecuado del fármaco al cerebro. [35] Otra investigación está involucrada en la integración de un dispositivo de proteínas entre las capas para crear una puerta de flujo libre que no se ve obstaculizada por las limitaciones del cuerpo. Otra dirección es el transporte mediado por receptores, en el que los receptores del cerebro que se utilizan para transportar nutrientes se manipulan para transportar fármacos a través de la barrera hematoencefálica. [36] Algunos incluso han sugerido que el ultrasonido enfocado abre la barrera hematoencefálica momentáneamente y permite el paso libre de sustancias químicas al cerebro. [37] En última instancia, el objetivo de la administración de fármacos es desarrollar un método que maximice la cantidad de fármaco en los loci con la menor cantidad posible de degradación en el torrente sanguíneo.
La neuromodulación es una tecnología que se utiliza actualmente para pacientes con trastornos del movimiento, aunque actualmente se están realizando investigaciones para aplicar esta tecnología a otros trastornos. Recientemente, se realizó un estudio sobre si la estimulación cerebral profunda podría mejorar la depresión con resultados positivos, lo que indica que esta tecnología podría tener potencial como terapia para múltiples trastornos en el cerebro. [33] [ necesita cotización para verificar ] DBS, sin embargo, está limitado por su alto costo, y en los países en desarrollo la disponibilidad de DBS es muy limitada. [19] Se está investigando una nueva versión de DBS y se ha desarrollado en el campo novedoso, la optogenética . [32] La optogenética es la combinación de estimulación cerebral profunda con fibra óptica y terapia génica. Esencialmente, los cables de fibra óptica están diseñados para encenderse bajo estimulación eléctrica, y se agregaría una proteína a una neurona mediante terapia génica para excitarla bajo estímulos de luz. [38] Entonces, al combinar estos tres campos independientes, un cirujano podría excitar una neurona única y específica para ayudar a tratar a un paciente con algún trastorno. La neuromodulación ofrece un amplio grado de terapia para muchos pacientes, pero debido a la naturaleza de los trastornos que se utiliza actualmente para tratar, sus efectos suelen ser temporales. Los objetivos futuros en el campo esperan aliviar ese problema aumentando los años de efecto hasta que la DBS pueda usarse por el resto de la vida del paciente. Otro uso de la neuromodulación sería en la construcción de dispositivos protésicos de interfaz neuronal que permitirían a los tetrapléjicos la capacidad de maniobrar un cursor en una pantalla con sus pensamientos, aumentando así su capacidad para interactuar con otras personas a su alrededor. Al comprender la corteza motora y comprender cómo el cerebro señala el movimiento, es posible emular esta respuesta en la pantalla de una computadora. [39]
Ética
Células madre
El debate ético sobre el uso de células madre embrionarias ha suscitado controversias tanto en los Estados Unidos como en el extranjero; aunque más recientemente estos debates han disminuido debido a los avances modernos en la creación de células madre pluripotentes inducidas a partir de células adultas. La mayor ventaja del uso de células madre embrionarias es el hecho de que pueden diferenciarse (convertirse en) casi cualquier tipo de célula si se proporcionan las condiciones y señales adecuadas. Sin embargo, los avances recientes de Shinya Yamanaka et al. han encontrado formas de crear células pluripotentes sin el uso de cultivos celulares tan controvertidos. [40] Usar las propias células del paciente y volver a diferenciarlas en el tipo de célula deseado evita tanto el posible rechazo del paciente de las células madre embrionarias como cualquier preocupación ética asociada con su uso, al tiempo que proporciona a los investigadores un mayor suministro de células disponibles. Sin embargo, las células pluripotentes inducidas tienen el potencial de formar tumores benignos (aunque potencialmente malignos) y tienden a tener poca capacidad de supervivencia in vivo (en el cuerpo vivo) en el tejido dañado. [41] Gran parte de la ética relacionada con el uso de células madre ha desaparecido del debate sobre células madre embrionarias / adultas debido a que se ha vuelto discutible, pero ahora las sociedades se encuentran debatiendo si esta tecnología se puede usar éticamente o no. Las mejoras de los rasgos, el uso de animales para el andamiaje de tejidos e incluso los argumentos a favor de la degeneración moral se han hecho con el temor de que si esta tecnología alcanza su máximo potencial, se producirá un nuevo cambio de paradigma en el comportamiento humano.
Aplicación militar
Las nuevas neurotecnologías siempre han ganado el atractivo de los gobiernos, desde la tecnología de detección de mentiras y la realidad virtual hasta la rehabilitación y la comprensión de la psique. Debido a la Guerra de Irak y la Guerra contra el Terrorismo, se informa que los soldados estadounidenses que regresan de Irak y Afganistán tienen porcentajes de hasta el 12% con PTSD . [42] Hay muchos investigadores que esperan mejorar las condiciones de estas personas mediante la implementación de nuevas estrategias de recuperación. Al combinar productos farmacéuticos y neurotecnologías, algunos investigadores han descubierto formas de reducir la respuesta de "miedo" y teorizan que puede ser aplicable al TEPT. [43] La realidad virtual es otra tecnología que ha llamado mucho la atención en el ejército. Si se mejora, podría ser posible capacitar a los soldados sobre cómo lidiar con situaciones complejas en tiempos de paz, con el fin de preparar y entrenar mejor a un ejército moderno.
Intimidad
Finalmente, cuando estas tecnologías se están desarrollando, la sociedad debe entender que estas neurotecnologías pueden revelar lo único que las personas siempre pueden mantener en secreto: lo que están pensando. Si bien hay una gran cantidad de beneficios asociados con estas tecnologías, es necesario que los científicos, los ciudadanos y los responsables políticos consideren las implicaciones para la privacidad. [44] Este término es importante en muchos círculos éticos relacionados con el estado y los objetivos del progreso en el campo de la neurotecnología (ver Neuroética ). Las mejoras actuales, como la "toma de huellas dactilares del cerebro" o la detección de mentiras mediante EEG o fMRI, podrían dar lugar a un conjunto fijo de loci / relaciones emocionales en el cerebro, aunque estas tecnologías todavía están a años de su aplicación completa. [44] Es importante considerar cómo todas estas neurotecnologías podrían afectar el futuro de la sociedad, y se sugiere que se escuchen debates políticos, científicos y civiles sobre la implementación de estas nuevas tecnologías que potencialmente ofrecen una nueva riqueza de lo que alguna vez fue privado. información. [44] Algunos especialistas en ética también están preocupados por el uso de TMS y temen que la técnica pueda usarse para alterar a los pacientes de formas que no son deseadas por el paciente. [12]
Libertad cognitiva
La libertad cognitiva se refiere a un derecho sugerido a la autodeterminación de los individuos para controlar sus propios procesos mentales, cognición y conciencia, incluso mediante el uso de diversas neurotecnologías y sustancias psicoactivas. Este derecho percibido es relevante para la reforma y el desarrollo de leyes asociadas.
Ver también
- Neurociencia
- Neuroingeniería
Notas al pie
- ^ Cinel, Caterina; Valeriani, Davide; Poli, Riccardo (31 de enero de 2019). "Neurotecnologías para el aumento cognitivo humano: estado actual del arte y perspectivas futuras" . Fronteras en neurociencia humana . 13 : 13. doi : 10.3389 / fnhum.2019.00013 . PMC 6365771 . PMID 30766483 .
- ^ Nintendo Company of America. BrainAge (2006). Basado en el trabajo de Ryuta Kawashima , MD
- ^ a b Sarah H. Broman; Jack Fletcher (1999). El sistema nervioso cambiante: consecuencias neuroconductuales de los primeros trastornos cerebrales . Oxford University Press EE. UU. ISBN 978-0-19-512193-3.
- ^ Doidge, Norman (2007). El cerebro que se cambia a sí mismo: historias de triunfo personal desde las fronteras de la ciencia del cerebro . Adulto vikingo. ISBN 978-0-670-03830-5.
- ^ "La Década de la Mente" .
- ^ Carlson, Neil R. (2013). Fisiología del comportamiento. Upper Saddle River, Nueva Jersey: Pearson Education Inc. ISBN 9780205239399 págs. 152-153
- ^ a b c Purves, Dale (2007). Neurociencia, cuarta edición . Sinauer Associates, Inc. pág. 19. ISBN 978-0-87893-697-7.
- ^ Purves, Dale (2007). Neurociencia, cuarta edición . Sinauer Associates, Inc. pág. 24. ISBN 978-0-87893-697-7.
- ^ a b c Decharms, RC; Maeda, F .; Glover, GH; Ludlow, D .; Pauly, JM; Soneji, D .; Gabrieli, JDE; MacKey, Carolina del Sur (2005). "Control sobre la activación cerebral y el dolor aprendido mediante el uso de resonancia magnética funcional en tiempo real" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 102 (51): 18626–31. Código bibliográfico : 2005PNAS..10218626D . doi : 10.1073 / pnas.0505210102 . PMC 1311906 . PMID 16352728 .
- ^ a b Purves, Dale (2007). Neurociencia, cuarta edición . Sinauer Associates, Inc. pág. 20. ISBN 978-0-87893-697-7.
- ^ Wasserman, EM (1996)
- ^ a b c d e Illes, J; Gallo, M; Kirschen, diputado (2006). "Una perspectiva ética sobre la estimulación magnética transcraneal (TMS) y la neuromodulación humana" . Neurología del comportamiento . 17 (3–4): 149–57. doi : 10.1155 / 2006/791072 . PMC 5471539 . PMID 17148834 .
- ^ Ramaswamy, B; Kulkarni, SD; Villar, PS; Smith, RS; Eberly, C; Araneda, RC; Depireux, DA; Shapiro, B (octubre de 2015). "Movimiento de nanopartículas magnéticas en el tejido cerebral: mecanismos e impacto en la función neuronal normal" . Nanomedicina: Nanotecnología, Biología y Medicina . 11 (7): 1821–9. doi : 10.1016 / j.nano.2015.06.003 . PMC 4586396 . PMID 26115639 .
- ^ Soekadar SR, Witkowski M, Cossio EG, Birbaumer N, Robinson SE, Cohen LG (2013). "Evaluación in vivo de las oscilaciones del cerebro humano durante la aplicación de corrientes eléctricas transcraneales" . Comunicaciones de la naturaleza . 4 : 2032. Código Bibliográfico : 2013NatCo ... 4.2032S . doi : 10.1038 / ncomms3032 . PMC 4892116 . PMID 23787780 .
- ^ Grabner, Roland H; Rütsche, Bruno; Ruff, Christian C; Hauser, Tobias U (2015). "La estimulación transcraneal de corriente directa de la corteza parietal posterior modula el aprendizaje aritmético" (PDF) . La Revista Europea de Neurociencia . 42 (1): 1667–74. doi : 10.1111 / ejn.12947 . PMID 25970697 . Lay resumen .
La tDCS catódica (en comparación con la simulación) disminuyó las tasas de aprendizaje durante el entrenamiento y dio como resultado un rendimiento deficiente que duró más de 24 h después de la estimulación. La tDCS anódica mostró una mejora específica de la operación para el aprendizaje de la resta.
- ^ Gray, Stephen J; Brookshire, Geoffrey; Casasanto, Daniel; Gallo, David A (2015). "La corteza prefrontal de estimulación eléctrica en la recuperación mejora la precisión de la recolección". Corteza . 73 : 188-194. doi : 10.1016 / j.cortex.2015.09.003 . PMID 26457823 . Lay resumen .
Encontramos que la estimulación de dlPFC aumentó significativamente la precisión de la recolección, en relación con una condición de simulación sin estimulación y también en relación con la estimulación activa de una región de comparación en la corteza parietal izquierda.
- ^ a b Purves, Dale (2007). Neurociencia, cuarta edición . Sinauer Associates, Inc. pág. 715. ISBN 978-0-87893-697-7.
- ^ Hämäläinen, M. (noviembre de 2007). "Magnetoencefalografía (MEG)" . Centro Athinoula A. Martinos de Imagen Biomédica.
- ^ a b c d Gross, R. (2008). "¿Qué pasó con la palidotomía posteroventral para la enfermedad de Parkinson y la distonía?" . Neuroterapéutica . 5 (2): 281-293. doi : 10.1016 / j.nurt.2008.02.001 . PMC 5084170 . PMID 18394570 .
- ^ Ramaswamy, B; Kulkarni, SD; Villar, PS; Smith, RS; Eberly, C; Araneda, RC; Depireux, DA; Shapiro, B (octubre de 2015). "Movimiento de nanopartículas magnéticas en el tejido cerebral: mecanismos e impacto en la función neuronal normal" . Nanomedicina: Nanotecnología, Biología y Medicina . 11 (7): 1821–9. doi : 10.1016 / j.nano.2015.06.003 . PMC 4586396 . PMID 26115639 .
- ^ Bell GB; et al. (1992). "Alteraciones en la actividad eléctrica cerebral provocadas por campos magnéticos: detectando el proceso de detección". Electroencefalografía y neurofisiología clínica . 83 (6): 389–397. doi : 10.1016 / 0013-4694 (92) 90075-s . PMID 1281085 .
- ^ Marino AA; et al. (2004). "Efecto de los campos magnéticos de baja frecuencia sobre la actividad eléctrica del cerebro en sujetos humanos". Neurofisiología clínica . 115 (5): 1195–1201. doi : 10.1016 / j.clinph.2003.12.023 . PMID 15066545 .
- ^ Cox, RW; Jesmanowicz, A; Hyde, JS (1995). "Imagen de resonancia magnética funcional en tiempo real". Resonancia Magnética en Medicina . 33 (2): 230–6. CiteSeerX 10.1.1.544.248 . doi : 10.1002 / mrm.1910330213 . PMID 7707914 .
- ^ a b Veniero, D .; Bortoletto, M .; Miniussi, C. (2009). "Co-registro de TMS-EEG: en artefacto inducido por TMS". Neurofisiología clínica . 120 (7): 1392–9. doi : 10.1016 / j.clinph.2009.04.023 . hdl : 11572/145615 . PMID 19535291 .
- ^ Langleben, D .; Schroeder, L .; Maldjian, J .; Gur, R .; McDonald, S .; Ragland, J .; O'Brien, C .; Childress, A. (2002). "Actividad cerebral durante el engaño simulado: un estudio de resonancia magnética funcional relacionada con eventos". NeuroImage . 15 (3): 727–732. doi : 10.1006 / nimg.2001.1003 . PMID 11848716 .
- ^ Farwell, LA; Smith, SS (2001). "Uso de las pruebas cerebrales MERMER para detectar conocimientos a pesar de los esfuerzos por ocultar" . Revista de Ciencias Forenses . 46 (1): 135–43. doi : 10.1520 / JFS14925J . PMID 11210899 .
- ^ Mosconi, L., et al. (2005)
- ^ Sur, M .; Rubenstein, JLR (2005). "Modelado y plasticidad de la corteza cerebral". Ciencia . 310 (5749): 805–10. Código Bibliográfico : 2005Sci ... 310..805S . doi : 10.1126 / science.1112070 . PMID 16272112 .
- ^ Eriksson, PS; Perfilieva, E .; Björk-Eriksson, T .; Alborn, AM; Nordborg, C .; Peterson, DA; Gage, FH (1998). "Neurogénesis en el hipocampo humano adulto" . Medicina de la naturaleza . 4 (11): 1313–7. doi : 10.1038 / 3305 . PMID 9809557 .
- ^ Sacchetti, P .; Sousa, KM; Hall, AC; Liste, I .; Steffensen, KR; Theofilopoulos, S .; Parroquia, CL; Hazenberg, C .; Richter, L. Ä. .; Hovatta, O .; Gustafsson, J. Å .; Arenas, E. (2009). "Los oxiesteroles y los receptores X del hígado promueven la neurogénesis del mesencéfalo ventral en vivo y en células madre embrionarias humanas". Célula madre celular . 5 (4): 409–419. doi : 10.1016 / j.stem.2009.08.019 . PMID 19796621 .
- ^ Sharp, J .; Keirstead, H .; Universidad de California, Irvine (10 de noviembre de 2009). "La terapia con células madre embrionarias restaura la capacidad de caminar en ratas con lesiones en el cuello" . ScienceDaily . Consultado el 24 de noviembre de 2009 .
- ^ a b Lynch, Z. (2009). "El futuro de la innovación en neurotecnología". Epilepsia y comportamiento . 15 (2): 120-127. doi : 10.1016 / j.yebeh.2009.03.030 . PMID 19328869 .
- ^ a b Correspondencia personal con el Dr. Robert Gross
- ^ Ala'Aldeen, D .; Universidad de Nottingham (15 de mayo de 2009). "Avance en el tratamiento de la meningitis bacteriana" . ScienceDaily . Consultado el 24 de noviembre de 2009 .
- ^ a b Tsuji, JS; Maynard, AD; Howard, PC; James, JT; Lam, C. -W .; Warheit, DB; Santamaria, AB (2005). "Estrategias de investigación para la evaluación de la seguridad de los nanomateriales, parte IV: evaluación de riesgos de las nanopartículas" . Ciencias Toxicológicas . 89 (1): 42–50. doi : 10.1093 / toxsci / kfi339 . PMID 16177233 .
- ^ Demeule, M .; Currie, JC; Bertrand, Y .; Ché, C .; Nguyen, T .; Régina, A .; Gabathuler, R .; Castaigne, JP; Béliveau, R. (2008). "Participación de la proteína relacionada con el receptor de lipoproteínas de baja densidad en la transcitosis del vector de entrega cerebral Angiopep-2". Revista de neuroquímica . 106 (4): 1534-1544. doi : 10.1111 / j.1471-4159.2008.05492.x . PMID 18489712 .
- ^ Hynynen, K .; McDannold, N .; Vykhodtseva, N .; Raymond, S .; Weissleder, R .; Jolesz, FA; Sheikov, N. (2006). "Interrupción focal de la barrera hematoencefálica debido a ráfagas de ultrasonido de 260 kHz: un método para la obtención de imágenes moleculares y la administración de fármacos dirigida". Revista de neurocirugía . 105 (3): 445–54. doi : 10.3171 / jns.2006.105.3.445 . PMID 16961141 .
- ^ Adamantidis, AR; Zhang, F .; Aravanis, AM; Deisseroth, K .; De Lecea, L. (2007). "Sustratos neurales del despertar probados con control optogenético de neuronas hipocretina" . Naturaleza . 450 (7168): 420–4. Código Bibliográfico : 2007Natur.450..420A . doi : 10.1038 / nature06310 . PMC 6744371 . PMID 17943086 .
- ^ Hochberg, LR; Serruya, MD; Friehs, GM; Mukand, JA; Saleh, M .; Caplan, AH; Branner, A .; Chen, D .; Penn, RD; Donoghue, JP (2006). "Control del conjunto neuronal de dispositivos protésicos por un humano con tetraplejía". Naturaleza . 442 (7099): 164-171. Código Bibliográfico : 2006Natur.442..164H . doi : 10.1038 / nature04970 . PMID 16838014 .
- ^ Takahashi, K .; Yamanaka, S. (2006). "Inducción de células madre pluripotentes de cultivos de fibroblastos adultos y embrionarios de ratón por factores definidos". Celular . 126 (4): 663–76. doi : 10.1016 / j.cell.2006.07.024 . hdl : 2433/159777 . PMID 16904174 .
- ^ Laflamme, MA; Chen, KY; Naumova, AV; Muskheli, V .; Fugate, JA; Dupras, SK; Reinecke, H .; Xu, C .; Hassanipour, M .; Policía, S .; O'Sullivan, C .; Collins, L .; Chen, Y .; Minami, E .; Gill, EA; Ueno, S .; Yuan, C .; Gold, J .; Murry, CE (2007). "Los cardiomiocitos derivados de células madre embrionarias humanas en factores de supervivencia mejoran la función de corazones de rata infartados". Biotecnología de la naturaleza . 25 (9): 1015–1024. doi : 10.1038 / nbt1327 . PMID 17721512 .
- ^ "Centro Nacional para el PTSD Home" . Centro Nacional de PTSD.
- ^ Ressler, KJ; Rothbaum, BO; Tannenbaum, L .; Anderson, P .; Graap, K .; Zimand, E .; Hodges, L .; Davis, M. (2004). "Potenciadores cognitivos como complementos de la psicoterapia: uso de D-cicloserina en individuos fóbicos para facilitar la extinción del miedo" . Archivos de Psiquiatría General . 61 (11): 1136–44. doi : 10.1001 / archpsyc.61.11.1136 . PMID 15520361 .
- ^ a b c Wolpe, P .; Foster, K .; Langleben, D. (2005). "Neurotecnologías emergentes para la detección de mentiras: promesas y peligros" . Revista estadounidense de bioética . 5 (2): 39–49. doi : 10.1080 / 15265160590923367 . PMID 16036700 .
Referencias
- Mosconi, L .; Brys, M .; Glodziksobanska, L .; Desanti, S .; Rusinek, H .; Deleon, M. (2007). "Detección temprana de la enfermedad de Alzheimer mediante neuroimagen". Gerontología experimental . 42 (1–2): 129–38. doi : 10.1016 / j.exger.2006.05.016 . PMID 16839732 .
- Wassermann, EM (1998). "Riesgo y seguridad de la estimulación magnética transcraneal repetitiva: informe y pautas sugeridas del Taller internacional sobre la seguridad de la estimulación magnética transcraneal repetitiva, 5-7 de junio de 1996" . Electroencefalografía y neurofisiología clínica . 108 (1): 1–16. doi : 10.1016 / S0168-5597 (97) 00096-8 . PMID 9474057 .
- Gross, R., Departamento de Neurocirugía de la Universidad de Emory, entrevistado por C. Stone, 6 de octubre de 2009.