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viernes, 12 de mayo de 2023

Con inteligencia artificial ahora leen el cerebro

Los estudios seguirán para perfeccionar la máquina que lee el cerebro. Foto Pixabay


Un nuevo sistema de inteligencia artificial, el decodificador semántico, lee la actividad cerebral y la traduce en las palabras que está pensando la persona, bien sea leyendo una historia o en silencio imaginando que está diciendo la historia. todo lo traduce en un texto continuo. Es un desarrollo de investigadores de The Univerity of Texas en Austin (Estados Unidos).

Un avance que puede servir a personas conscientes pero con incapacidad para hablar, como aquellos afectados por un derrame cerebral.

Publicado en Nature Neuroscience, el sistema dirigido por Jerry Tang y Alex Huth, a diferencia de otros en desarrollo, no requiere implantes quirúrgicos, siendo no invasivo. Además las personas no necesitan usar palabras de una lista determinada. La actividad cerebral es medida mediante imágenes de resonancia magnética funcional luego de un extenso entrenamiento del decodificador en el cual los individuos escuchan durante horas podcasts en el escáner. Más tarde, conociendo que está abierto a que le lean el pensamiento, escuchan una nueva historia o se imaginan contándola permitiendo que la máquina genere el texto correspondiente.

"Para un método no invasivo, este es un real salto adelante comparado con lo que se ha hecho antes, simples palabras o frases cortas", dijo Huth."Estamos teniendo el modelo para decodificar lenguaje continuo por periodos extensos de tiempo e ideas complicadas".

El resultado no es una transcripción palabra a palabra. En vez de eso, los investigadores lo diseñaron para que capture la esencia de lo que se está diciendo o pensando, aunque imperfectamente. Cerca de la mitad del tiempo, cuando el decodificador ha sido entrenado para monitorear la actividad cerebral del participante, la máquina genera texto que caza muy cerca (o algunas veces precisamente) el significado intencional de las palabras originales.

Por ejemplo, en experimentos, un participante escuchando a alguien dice "yo no tengo mi licencia de conducción todavía", las palabras fueron traducidas como "ella no ha comenzado a aprender a manejar todavía". Al escuchar las palabras "No sabía si gritar, llorar o escapar. En vez de eso dije déjeme sola", lo cual fue decodificado como "Comencé a gritar y llorar, y luego ella justo dijo le dije que me dejara sola".

El estudio se hizo con participantes que querían participar para entrenar el decodificador. Los resultados de individuos con los cuales el decodificador no había sido entrenado eran ininteligibles, o no se entendían si el participante que colaboró en el entrenamiento pensaba en otras cosas.

Hoy el sistema solo se puede usar en laboratorio porque requiere la máquina para las resonancias, pero la idea es poderlo hacer con sistemas portables de fácil operación y manejo. Los investigadores son además conscientes de que el desarrollo podría ser usado con fines poco éticos.

El sistema funciona en parte en un modelo transformador, similar al que activa ChatGPT de Open AI y Bard de Google.


martes, 7 de marzo de 2023

Gran avance: hacen crecer electrodos en el cuerpo


Pacientes con parálisis inferior beneficiados con electrodos, en este caso externos para estimulación de la columna. Ahora los electrodos podrán crecer en el cuerpo. Foto NIH

En los continuos, pero espaciados tratamientos en los cuales una persona con cuadriplejía logra comunicarse, se colocan implantes en el cerebro: electrodos, con frecuencia de manera invasiva. Esos dispositivos también son usados para tratar otras enfermedades neurológicas.
Pues bien, en un interesante desarrollo, científicos hicieron que esos electrodos crecieran en el cerebro. Sí, como lo lee. Ahora, ¿cómo lo hicieron? El cuento es el siguiente, pero primero citemos las palabras del profesor Magnus Berggren, del Laboratoryof OrganicsElectronics en Linköping University en Suecia: 
"Por varias décadas hemos tratado de crear electrónicos que imiten la biología. Ahora, permitimos que  la biología cree los electrónicos".
Hasta ahora los bioelectrónicos desarrollados, en paralelo con la industria de semiconductores, tienen un diseño fijo que es difícil, si no imposible, combinar con señales biológicas de sistemas vivos.
Para cerrar esa brecha entre biología y electrónica, los científicosdesarrollaron un método para crear materiales conductivos suaves, libres de sustratos en tejidos vivos. Inyectando un gel con enzimas como moléculas para el ensamblaje, fueron capaces de hacer crecerelectrodos en el tejido de pez zebra y en sanguijuela medicinal.
"El contacto con las sustancias del cuerpo modifica la estructura del gel y lo hace eléctricamente conductivo, que no lo era antes de la inyección. "Dependiendo del tejido, también podemos ajustar la composición del gel para mantener el proceso eléctrico", explicó Xenofon Strakosas, investigador del laboratorio y de Lund University y uno de los autores principales del estudio.
Las moléculas endógenas del cuerpo son suficientes para activar la formación de electrodos. No se necesita modificación genética ni señales externas, tales como luz o energía eléctrica, que ha sido necesario en experimentos previos.
El desarrollo abre el camino para un nuevo paradigma en bioelectrónica. No se requerirán ya implantes sino la inyección del viscoso gel.
El avance se publicó en Science.

miércoles, 24 de agosto de 2022

Crean córnea con piel de cerdo que elimina la ceguera

Ojo humano. La córnea es la capa trasparente más externa. Su deterioro conduce a la pérdida de visión y ceguera. Foto Wikipedia Commons


Con este avance, 20 ciegos y personas con córneas enfermas volvieron a ver o mejorar su visión. Se trata de un implante hecho de proteína de colágeno de la piel de cerdo que semeja la córnea humana.

Los resultados tan prometedores son una esperanza para millones de personas ciegas por problemas en la córnea. Se estima que 12,7 millones en todo el mundo padecen esa condición.

El logro fue posible con investigadores de Linköping University y LinkoCare Life Sciences AB y fue publicado en Nature Biotechnology.

"Los resultados muestran que es posible desarrollar un biomaterial que cumpla todos los criterios para ser usado en implantes en humanos, el cual puede ser producido masivamente y almacenado hasta dos años alcanzando así a más personas con problemas de visión. Esto nos ayuda frente al problema de la escasez de córneas donadas y al acceso a otros tratamientos para enfermedades de los ojos", dijo Neil Lagali, profesor de aquella universidad y uno de los investigadores del estudio.

La córnea es la parte transparente más externa del ojo. Quienes padecen enfermedades en ella solo tienen como opción recibir una córnea de donante humano, pero hoy solo 1 de cada 70 pacientes recibe ese trasplante. Muchos viven en países de ingresos bajos o medios donde es difícil el acceso a tratamientos.

Para crear una alternativa a la córnea humana, los investigadores usaron moléculas de colágeno derivadas de piel de cerdo que fue purificada y producida bajo estrictas condiciones para uso en humanos. La piel usada en un subproducto de la industria de alimentos, siendo de fácil acceso y económicamente viable.

Otra ventaja es que una córnea de donante se debe trasplantar antes de dos semanas, mientras que la desarrollada se puede almacenar hasta dos años.

También desarrollaron un nuevo método mínimamente invasivo para tratar la enfermedad keratoconus, en la cual la córnea se hace tan delgada que puede conducir a la ceguera. El método actual es muy invasivo y requiere suturas.

El nuevo método como la córnea derivada de piel de cerdo se usaron en India e Irán, donde muchas personas padecen ceguera y baja visión y no hay muchos donantes.

La intención era estudiar su seguridad, pero se llevaron la sorpresa de que el grosor de la córnea y su curvatura fueron casi normales. Antes de las operaciones, 14 de los 20 participantes eran ciegos, luego de ella ninguno. Y tres de esos parcientes indios que eran ciegos lograron una visión 20/20 luego de la operación.

Sigue ahora un largo ensayo clínico para obtener la aprobación y los investigadores quieren estudiar si la tecnología usada puede emplearse para tratar más enfermedades oculares.


El Tiranosaurio rex no era nada frío