El Fin Del Conocimiento - Bóveda 3 - Escuela de Primavera G.TEC BCI & Neurotecnología 2024 - Día 5

graph LR classDef tactile fill:#f9d4d4, font-weight:bold, font-size:14px; classDef somatotopic fill:#d4f9d4, font-weight:bold, font-size:14px; classDef icms fill:#d4d4f9, font-weight:bold, font-size:14px; classDef multiElectrode fill:#f9f9d4, font-weight:bold, font-size:14px; classDef future fill:#f9d4f9, font-weight:bold, font-size:14px; A["Charles Greenspon"] --> B["El tacto es crítico para
miembros biónicos diestros. 1"] B --> C["La piel está altamente inervada,
discrimina detalles finos. 2"] B --> D["La modulación de fuerza requiere
retroalimentación táctil. 3"] B --> E["El tacto percibe textura,
suavidad a través de la interacción. 4"] A --> F["El mapeo táctil somatotópico
se conserva en el cerebro. 5"] F --> G["La representación cortical de la mano
de amputados persiste. 6"] A --> H["ICMS produce sensaciones
referidas a la mano. 7"] H --> I["Campos proyectados estables
durante años. 8"] H --> J["Variabilidad en el mapeo similar
dentro y entre días. 9"] I --> K["Campos proyectados alineados
con sensación residual. 10"] H --> L["Electrodos ICMS individuales
producen mala localización. 11"] A --> M["ICMS multielectrodo localiza
sensación al dedo. 12"] M --> N["Modelo lineal predice
campo proyectado multielectrodo. 13"] M --> O["ICMS multielectrodo mejora
precisión de estimulación del dedo. 14"] M --> P["Amplitud de ICMS modula
intensidad percibida. 15"] P --> Q["Intensidad de ICMS equiparada
a indentación del dedo. 16"] P --> R["Discriminación de amplitud de ICMS
sugiere niveles de intensidad. 17"] M --> S["ICMS multielectrodo aproxima
fuerzas ecológicamente relevantes. 18"] A --> T["Patrones biomiméticos de ICMS
mejoran discriminabilidad táctil. 19"] T --> U["ICMS biomimético multielectrodo
discrimina cumplimiento de espuma. 20"] A --> V["ICMS multielectrodo produce
perceptos de bordes orientados. 21"] V --> W["ICMS multielectrodo simultáneo
insuficiente para letras. 22"] A --> X["ICMS multielectrodo secuencial
produce percepto de movimiento. 23"] X --> Y["Intervalo entre electrodos gobierna
velocidad percibida de movimiento. 24"] X --> Z["ICMS multielectrodo secuencial
mejora patrones espaciales. 25"] A --> AA["ICMS seguro, evita
dolor, daño. 26"] A --> AB["La atención modula la detectabilidad
de ICMS cercano al umbral. 27"] A --> AC["ICMS a veces produce
sensaciones 'fantasma'. 28"] A --> AD["Localización de 'hotspot' de ICMS
consume tiempo con muchos electrodos. 29"] A --> AE["Matrices 3D de alta densidad
pueden mejorar ICMS. 30"] class B,C,D,E tactile; class F,G somatotopic; class H,I,J,K,L,AA,AB,AC,AD icms; class M,N,O,P,Q,R,S,T,U,V,W,X,Y,Z multiElectrode; class AE future;

Resumen:

1.- La retroalimentación táctil es crítica para el uso diestro de miembros biónicos, ya que la visión por sí sola es insuficiente.

2.- La piel tiene una alta densidad de inervación, especialmente en los dedos, lo que permite la discriminación de detalles espaciales finos.

3.- La modulación de fuerza al agarrar objetos requiere retroalimentación táctil. La visión por sí sola lleva a errores en la fuerza aplicada.

4.- La retroalimentación táctil permite percibir propiedades de los objetos como textura, suavidad/dureza a través de la interacción dinámica con el objeto.

5.- El mapeo somatotópico del tacto se conserva a lo largo del sistema nervioso desde la periferia hasta la corteza.

6.- En amputados, la representación somatotópica cortical de la mano persiste, aunque alguna literatura conflictiva sugiere un remapeo.

7.- La microestimulación intracortical (ICMS) de la corteza somatosensorial produce sensaciones referidas a la mano (campos proyectados).

8.- Los campos proyectados son estables durante años en participantes humanos, según lo medido por mapeo repetido.

9.- La variabilidad en el mapeo de campos proyectados es similar dentro y entre días, y se debe en parte al método de mapeo.

10.- Los campos proyectados se alinean con los campos receptivos medidos de la sensación residual en algunos participantes, apoyando la estabilidad de la somatotopía cortical.

11.- Los electrodos ICMS individuales producen una mala localización de las sensaciones en una tarea de juicio rápido de orden temporal.

12.- La estimulación simultánea a través de múltiples electrodos con campos proyectados superpuestos produce sensaciones localizadas en un solo dedo.

13.- Un modelo lineal simple puede predecir el campo proyectado resultante de la estimulación simultánea de múltiples electrodos.

14.- La estimulación multielectrodo mejora drásticamente la precisión de los participantes al juzgar rápidamente qué dedo fue estimulado.

15.- La amplitud del pulso de ICMS modula la intensidad percibida de la sensación táctil.

16.- La intensidad percibida de ICMS puede equipararse a la fuerza de indentación aplicada al dedo.

17.- Los umbrales de discriminación de amplitud para ICMS sugieren de 3 a 8 niveles de intensidad discriminables por electrodo.

18.- La estimulación multielectrodo aumenta el rango de intensidades entregables para aproximar fuerzas ecológicamente relevantes.

19.- El patrón biomimético de los trenes de ICMS para parecerse a las respuestas neuronales al tacto mejora la discriminabilidad sobre la modulación lineal de amplitud.

20.- El ICMS multielectrodo con patrones biomiméticos permite la discriminación de la conformidad de la espuma, demostrando la importancia del patrón.

21.- La activación simultánea de múltiples electrodos con campos proyectados no superpuestos puede producir perceptos de bordes orientados.

22.- La estimulación multielectrodo simultánea es insuficiente para transmitir de manera confiable patrones espaciales complejos como letras.

23.- La estimulación secuencial de múltiples electrodos con intervalos cortos entre pulsos produce un percepto de movimiento a través de la piel.

24.- El intervalo temporal entre electrodos activados secuencialmente gobierna la velocidad percibida del movimiento a través de la piel.

25.- El ICMS multielectrodo secuencialmente rápido mejora drásticamente la capacidad de transmitir patrones espaciales complejos en comparación con la activación simultánea.

26.- El ICMS de la corteza somatosensorial es seguro y no produce sensaciones dolorosas. Los parámetros se eligen cuidadosamente para evitar daños.

27.- La atención puede modular la detectabilidad de ICMS cercano al umbral, pero tiene poco efecto en las sensaciones a intensidades supra-umbral.

28.- El ICMS a veces puede producir "sensaciones fantasma", aunque estas son difíciles de distinguir de las sensaciones fantasma endógenas.

29.- Localizar el "punto caliente" para ICMS es sencillo con unos pocos electrodos, pero se vuelve lento con grandes cantidades de electrodos.

30.- La eficacia del ICMS puede mejorarse al dirigir múltiples capas corticales y expandir la cobertura espacial a través de matrices 3D de alta densidad.

Bóveda de Conocimiento construida porDavid Vivancos 2024