Interfaces cerebro-computadoras optogenéticas
Autores: Tang, Feifang; Yan, Feiyang; Zhong, Yushan; Li, Jinqian; Gong, Hui; Li, Xiangning
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Interfaces cerebro-computadoras optogenéticas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Interfaz cerebro-computadora
Optogenética
Neurociencia
Escenarios de aplicación
Desarrollo
Decodificación neural.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La interfaz cerebro-computadora (BCI) es una de las herramientas más poderosas en neurociencia e incluye generalmente un sistema de grabación, un sistema de procesamiento y un sistema de estimulación. La optogenética tiene ventajas de regulación bidireccional, alta resolución espacio-temporal y regulación específica de células, lo que amplía los escenarios de aplicación de las BCI. En los últimos años, las BCI optogenéticas se han vuelto ampliamente utilizadas en laboratorios con el desarrollo de materiales y software. Los sistemas fueron diseñados para ser más integrados, ligeros, biocompatibles y eficientes en energía, al igual que la transmisión inalámbrica y las BCI incrustadas a nivel de chip. El software también está mejorando constantemente, con mejor rendimiento en tiempo real y precisión y menor consumo de energía. Por otro lado, como una tecnología de vanguardia que abarca campos multidisciplinarios como biología molecular, neurociencia, ingeniería de materiales y procesamiento de información, las BCI optogenéticas tienen un gran potencial de aplicación en la decodificación neural, la mejora de la función cerebral y el tratamiento de enfermedades neurales. Aquí, revisamos el desarrollo y la aplicación de las BCI optogenéticas. En el futuro, combinadas con otras técnicas de imagen funcional como la espectroscopia cercana al infrarrojo (fNIRS) y la resonancia magnética funcional (fMRI), las BCI optogenéticas pueden modular la función de circuitos específicos, facilitar la rehabilitación neurológica, asistir en la percepción, establecer una interfaz cerebro-a-cerebro y aplicarse en escenarios de aplicación más amplios.
Descripción
La interfaz cerebro-computadora (BCI) es una de las herramientas más poderosas en neurociencia e incluye generalmente un sistema de grabación, un sistema de procesamiento y un sistema de estimulación. La optogenética tiene ventajas de regulación bidireccional, alta resolución espacio-temporal y regulación específica de células, lo que amplía los escenarios de aplicación de las BCI. En los últimos años, las BCI optogenéticas se han vuelto ampliamente utilizadas en laboratorios con el desarrollo de materiales y software. Los sistemas fueron diseñados para ser más integrados, ligeros, biocompatibles y eficientes en energía, al igual que la transmisión inalámbrica y las BCI incrustadas a nivel de chip. El software también está mejorando constantemente, con mejor rendimiento en tiempo real y precisión y menor consumo de energía. Por otro lado, como una tecnología de vanguardia que abarca campos multidisciplinarios como biología molecular, neurociencia, ingeniería de materiales y procesamiento de información, las BCI optogenéticas tienen un gran potencial de aplicación en la decodificación neural, la mejora de la función cerebral y el tratamiento de enfermedades neurales. Aquí, revisamos el desarrollo y la aplicación de las BCI optogenéticas. En el futuro, combinadas con otras técnicas de imagen funcional como la espectroscopia cercana al infrarrojo (fNIRS) y la resonancia magnética funcional (fMRI), las BCI optogenéticas pueden modular la función de circuitos específicos, facilitar la rehabilitación neurológica, asistir en la percepción, establecer una interfaz cerebro-a-cerebro y aplicarse en escenarios de aplicación más amplios.