{"id":23756,"date":"2022-03-09T16:08:53","date_gmt":"2022-03-09T19:08:53","guid":{"rendered":"http:\/\/www.institutosantosdumont.org.br\/?page_id=23756"},"modified":"2022-03-10T11:01:31","modified_gmt":"2022-03-10T14:01:31","slug":"research-lines","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/institutosantosdumont.org.br\/es\/research-lines\/","title":{"rendered":"L\u00edneas de investigaci\u00f3n"},"content":{"rendered":"
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  • Rehabilitaci\u00f3n<\/span><\/span><\/li>
  • Interfaz cerebro-cerebro<\/span><\/span><\/li>
  • Pr\u00f3tesis y ortesis<\/span><\/span><\/li>
  • bicompatibilidad<\/span><\/span><\/li>
  • Enfermedades neurodegenerativas<\/span><\/span><\/li><\/ul>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    • Enfermedades del neurodesarrollo<\/li>
    • Enfermedades psiqui\u00e1tricas<\/li>
    • Cognici\u00f3n<\/li>
    • Neurociencia Computacional<\/li>
    • Procesamiento de se\u00f1ales biol\u00f3gicas<\/li><\/ul>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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      Interfaz cerebro-cerebro<\/span><\/h2>


      Esta l\u00ednea de investigaci\u00f3n consiste en un enfoque completamente nuevo para el uso de la interfaz cerebro-m\u00e1quina (IMC). En la Interfaz Cerebro-Cerebro (BBI), se implantan microelectrodos en el cerebro, en regiones relacionadas con la percepci\u00f3n sensoriomotora. Permiten la transferencia en tiempo real de informaci\u00f3n t\u00e1ctil y visomotora. BBI se puede aplicar a otros sistemas, como la transferencia de informaci\u00f3n desde el hipocampo relacionada con la memoria.
      BBI tiene el potencial de desarrollar un canal de comunicaci\u00f3n entre sujetos para muchos usos y aplicaciones. Sin embargo, \u00bfqu\u00e9 propiedades surgir\u00e1n de este nuevo sistema? \u00bfQu\u00e9 cambia en el cerebro de los sujetos desde el momento en que empiezan a cooperar a trav\u00e9s de un BBI para lograr un objetivo conductual com\u00fan? Esta l\u00ednea de investigaci\u00f3n pretende investigar las propiedades emergentes de este nuevo sistema y sus caracter\u00edsticas computacionales y biol\u00f3gicas resultantes de la interconexi\u00f3n de cerebros.\u00a0<\/p>

      Desde la perspectiva computacional, se pueden probar muchas configuraciones de las redes neuronales para obtener un c\u00f3digo robusto que permita que la actividad el\u00e9ctrica cerebral de un sujeto sirva informaci\u00f3n para uno o m\u00e1s individuos. Aparte de eso, se pueden desarrollar nuevos dispositivos neuroprot\u00e9sicos y se pueden evaluar los efectos de la neuroplasticidad cortical asociada con el uso de estos dispositivos.\u00a0\u00a0<\/p><\/div>

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      Biocompatibilidad<\/span><\/h2>
      \u00a0<\/span><\/div>

      El uso de pr\u00f3tesis neuronales se ha generalizado cada vez m\u00e1s debido a su prometedora aplicaci\u00f3n en sistemas de interfaz cerebro-m\u00e1quina. Dichos sistemas tienen como objetivo la rehabilitaci\u00f3n de pacientes con lesi\u00f3n de la m\u00e9dula espinal o el tratamiento de patolog\u00edas de origen neurol\u00f3gico, como la epilepsia, el dolor cr\u00f3nico y la enfermedad de Parkinson.\u00a0<\/p>

      Sin embargo, los mecanismos implicados en la respuesta del tejido neural al electrodo a\u00fan no est\u00e1n bien establecidos, ya que la pr\u00f3tesis neural, aunque fabricada con materiales biocompatibles, es ajena al organismo. Aparte de eso, un prerrequisito importante de las pr\u00f3tesis neurales es obtener y mantener una se\u00f1al estable en el Sistema Nervioso Central durante un largo per\u00edodo de tiempo sin causar alteraciones estructurales, celulares y metab\u00f3licas que puedan comprometer el rendimiento del dispositivo y\/o resultar en degeneraci\u00f3n del tejido alrededor del implante del electrodo.<\/p>

      De esta forma, la l\u00ednea de investigaci\u00f3n de biocompatibilidad pretende investigar la respuesta de los tejidos al dispositivo neuronal. Estudios recientes han demostrado que las c\u00e9lulas que residen en el Sistema Nervioso Central, como la microgl\u00eda y los astrocitos, tienen un papel importante en la respuesta inflamatoria al implante. Sin embargo, a\u00fan est\u00e1 por establecer qu\u00e9 metabolitos podr\u00edan producir estas c\u00e9lulas y cu\u00e1les son las estrategias que se pueden utilizar para obtener una captura duradera de la se\u00f1al de las pr\u00f3tesis neuronales. Otro aspecto interesante es la evaluaci\u00f3n de la respuesta tisular a diferentes tipos de materiales biocompatibles en diferentes regiones del Sistema Nervioso Central.\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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      Enfermedades neurodegenerativas<\/b><\/h2>
      \u00a0<\/b><\/div>

      Se trata de trastornos cr\u00f3nicos caracterizados por la muerte progresiva de las c\u00e9lulas cerebrales. Las dos enfermedades neurodegenerativas m\u00e1s comunes en el mundo son el Alzheimer y el Parkinson.\u00a0<\/p>

      La Enfermedad de Parkinson es la segunda enfermedad neurodegenerativa m\u00e1s com\u00fan en el mundo y afecta al 1% de la poblaci\u00f3n mayor de 60 a\u00f1os. Su etiolog\u00eda y fisiopatolog\u00eda a\u00fan no se conocen bien. En este trastorno se produce la p\u00e9rdida progresiva de c\u00e9lulas cerebrales que producen el neurotransmisor dopamina. La dopamina modula la actividad del circuito ganglios basales-t\u00e1lamo-corteza, una red implicada en el control motor.<\/p>

      Por tanto, el Parkinson se define como una disfunci\u00f3n motora con tres s\u00edntomas cardinales: temblor en reposo, rigidez muscular y lentitud de movimientos (bradicinesia). Sin embargo, suelen estar presentes muchos s\u00edntomas no motores, como estre\u00f1imiento, disfunci\u00f3n urinaria, alteraciones del sue\u00f1o, depresi\u00f3n y deterioro cognitivo, algunos de los cuales se observan incluso antes de la manifestaci\u00f3n de los s\u00edntomas motores.<\/p>

      No existe cura para el Parkinson. Hasta el momento no existen estrategias terap\u00e9uticas desarrolladas que sean capaces de revertir o ralentizar la progresi\u00f3n de la enfermedad. Los tratamientos disponibles son capaces de aliviar algunos de los s\u00edntomas, pero su uso cr\u00f3nico tiene muchos efectos colaterales.\u00a0<\/p>

      En ese contexto, el Instituto Santos Dumont desarrolla proyectos que tienen como objetivo caracterizar las alteraciones electrofisiol\u00f3gicas, moleculares e histol\u00f3gicas relacionadas con la enfermedad de Parkinson. Adem\u00e1s de eso, el Instituto tambi\u00e9n desarrolla proyectos que tienen como objetivo evaluar los efectos cr\u00f3nicos y agudos de tratamientos alternativos a la afecci\u00f3n, como la estimulaci\u00f3n espinal, y los compara con muchos tratamientos utilizados actualmente, como la administraci\u00f3n de levodopa y la estimulaci\u00f3n cerebral profunda.<\/span><\/p><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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      Enfermedades del neurodesarrollo<\/b><\/h2>
      \u00a0<\/b><\/div>

      La epidemia del virus Zika ocurrida entre 2014-2016 gener\u00f3 una grave amenaza en el \u00e1mbito socioecon\u00f3mico, especialmente por su desmedida demanda que recay\u00f3 sobre parte de la poblaci\u00f3n m\u00e1s vulnerable que es usuaria de los servicios de salud, generando un gran impacto en la poblaci\u00f3n. sistema de salud. Los casos m\u00e1s graves de Zika p<\/span>avance a complicaciones en el Sistema Nervioso Central, como microcefalia en beb\u00e9s de madres que tuvieron Zika durante el embarazo. <\/span><\/p>

      A\u00fan no se comprenden bien los medios por los que se afecta el sistema nervioso central en muchos de los pacientes. Se estima que m\u00e1s de 4 mil personas nacieron con microcefalia debido a la infecci\u00f3n cong\u00e9nita del virus Zika, con diferentes grados de manifestaci\u00f3n de los s\u00edntomas.<\/span><\/p>

      Ante este escenario, creemos en la urgencia de desarrollar investigaciones cient\u00edficas sobre pr\u00e1cticas que puedan mejorar la calidad de vida de esta generaci\u00f3n de ni\u00f1os. El Instituto Santos Dumont cuenta con sus dos unidades, el Centro de Educaci\u00f3n en Salud Anita Garibaldi (Anita) y el Instituto Internacional de Neurociencias Edmond y Lily Safra (IIN-ELS) para, juntos, estudiar y proponer posibles intervenciones capaces de descubrir nuevas perspectivas. para el tratamiento y mejora de la calidad de vida de los ni\u00f1os nacidos con el s\u00edndrome.<\/span><\/p><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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      Enfermedades psiqui\u00e1tricas\u00a0<\/span><\/h2>
      \u00a0<\/span><\/div>
      Seg\u00fan la Organizaci\u00f3n Mundial de la Salud, las enfermedades psiqui\u00e1tricas se caracterizan por alteraciones de la cognici\u00f3n, la regulaci\u00f3n emocional o el comportamiento de una persona. Actualmente, se estima que alrededor de 450 millones de personas padecen alg\u00fan tipo de trastorno psiqui\u00e1trico, y estas enfermedades son las afecciones neurol\u00f3gicas que m\u00e1s afectan a los adultos j\u00f3venes. Sin embargo, entre 10% y 20% de los pacientes no responden a ning\u00fan tipo de tratamiento farmacol\u00f3gico disponible en la actualidad.\u00a0<\/span><\/div>

      La neurobiolog\u00eda adyacente a estas enfermedades a\u00fan es muy poco conocida, lo que dificulta el desarrollo de nuevas terapias. En el Instituto Santos Dumont desarrollamos investigaciones que tienen como objetivo estudiar las alteraciones electrofisiol\u00f3gicas en diferentes estructuras corticales y subcorticales en diferentes trastornos psiqui\u00e1tricos, como la ansiedad, la man\u00eda o la esquizofrenia. Estos proyectos tambi\u00e9n implican la evaluaci\u00f3n del uso de t\u00e9cnicas de neuromodulaci\u00f3n como estrategias terap\u00e9uticas para estas enfermedades.\u00a0<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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      Cognici\u00f3n<\/span><\/h2>
      \u00a0<\/span><\/div>

      Las neurociencias cognitivas tienen como objetivo comprender las bases neuronales de fen\u00f3menos cognitivos como el aprendizaje, la percepci\u00f3n, la toma de decisiones y las interacciones sociales. En el Instituto Santos Dumont estudiamos c\u00f3mo las redes neuronales ampliamente distribuidas en la corteza cerebral discriminan el est\u00edmulo t\u00e1ctil de forma precisa en un corto per\u00edodo de tiempo, codificando y procesando el est\u00edmulo recibido.\u00a0<\/span><\/p>

      Adem\u00e1s, existen investigaciones desarrolladas en el campo de la cognici\u00f3n social, con foco en el estudio de la comunicaci\u00f3n visual, especialmente de los mecanismos neuronales implicados en la percepci\u00f3n y discriminaci\u00f3n de est\u00edmulos vocales. Para lograr tales objetivos utilizamos t\u00e9cnicas invasivas de registro electrofisiol\u00f3gico durante tareas t\u00e1ctiles o auditivas de detecci\u00f3n y discriminaci\u00f3n. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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      Neurociencia Computacional<\/span><\/h3>
      \u00a0<\/span><\/div>
      \u00bfCu\u00e1les son los principios computacionales asociados con el funcionamiento del sistema nervioso? \u00bfCu\u00e1les son las bases neuronales de la memoria, el aprendizaje y el comportamiento?<\/span>
      <\/span><\/div>

      La l\u00ednea de investigaci\u00f3n de Neurociencia Computacional tiene como objetivo construir modelos computacionales de fen\u00f3menos f\u00edsicos y biol\u00f3gicos observados en diferentes escalas neuronales. Con estos modelos es posible, por ejemplo, simular la din\u00e1mica de los canales i\u00f3nicos y la sinapsis, la posible evoluci\u00f3n de la acci\u00f3n en una o varias neuronas, el flujo de informaci\u00f3n de una red neuronal o incluso la integraci\u00f3n de grandes poblaciones neuronales.\u00a0<\/span><\/p>

      De esta manera, la neurociencia computacional contribuye a la comprensi\u00f3n de los mecanismos actuales implicados en los sistemas neuronales, as\u00ed como a la creaci\u00f3n y prueba de nuevas hip\u00f3tesis. Se trata de una l\u00ednea de investigaci\u00f3n muy interdisciplinar que requiere de una interacci\u00f3n constante entre profesionales de las ciencias humanas, aplicadas y biol\u00f3gicas para mejorar estos modelos.\u00a0<\/span><\/p>

      La plataforma de desarrollo es mayoritariamente la computadora, la cual se complementa con unidades gr\u00e1ficas de procesamiento paralelo, circuitos integrados programables y robots. En el campo de la neurociencia computacional, existen trabajos desarrollados en temas como Inteligencia Artificial (IA), Aprendizaje Autom\u00e1tico, Ciencia Cognitiva y Conciencia. <\/span><\/p>

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      Procesamiento de se\u00f1ales biol\u00f3gicas<\/span><\/h2>
      \u00a0<\/span><\/div>

      El procesamiento de se\u00f1ales biol\u00f3gicas consiste en la aplicaci\u00f3n de herramientas matem\u00e1ticas y computacionales sobre un objeto que, en ese caso, son las se\u00f1ales biol\u00f3gicas. Todos los seres vivos son tambi\u00e9n entidades f\u00edsicas y es posible percibir funciones biol\u00f3gicas mediante la observaci\u00f3n de fen\u00f3menos f\u00edsicos. Por ejemplo, la variaci\u00f3n del potencial el\u00e9ctrico del coraz\u00f3n durante un largo per\u00edodo de tiempo es un signo biol\u00f3gico y, si se mide y se representa gr\u00e1ficamente, se llama electrocardiograma.\u00a0<\/span><\/p>

      Del mismo modo es posible medir el potencial el\u00e9ctrico de la actividad cerebral, y eso es lo que llamamos electroencefalograf\u00eda (EEG). Se pueden utilizar muchas herramientas matem\u00e1ticas para extraer informaci\u00f3n del EEG, y eso permite, por ejemplo, inferir si alguien est\u00e1 despierto o dormido, en qu\u00e9 fase del sue\u00f1o se encuentra o incluso si un paciente est\u00e1 en coma. o estado de muerte cerebral.<\/span><\/p>

      Recientemente, se han solicitado t\u00e9cnicas de procesamiento de se\u00f1ales para realizar interacciones entre individuos y m\u00e1quinas, utilizando \u00fanicamente se\u00f1ales el\u00e9ctricas cerebrales. Esta t\u00e9cnica se conoce como Interfaz Cerebro-M\u00e1quina, y tiene un gran potencial de aplicaci\u00f3n no s\u00f3lo para personas con discapacidad, sino tambi\u00e9n para crear nuevos medios de interacci\u00f3n con los ordenadores y posiblemente atribuir nuevas habilidades a los humanos.<\/p>

      Actualmente, el procesamiento de se\u00f1ales biol\u00f3gicas es una disciplina que despierta inter\u00e9s en muchas \u00e1reas del conocimiento, como la Ingenier\u00eda Biom\u00e9dica, la Biomedicina y la Medicina, que han experimentado muchos r\u00e1pidos avances y oportunidades en esa \u00e1rea.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

      Rehabilitation Brain-Brain Interface Prosthetics and orthotics Bicompatibility Neurodegenerative Diseases Neurodevelopmental Diseases Psychiatric illnesses Cognition Computational Neuroscience Biological signal processing Brain-Brain Interface This research line consists on a entirely new approach for the use of Brain-Machine Interface (BMI). In the Brain-Brain Interface (BBI), micro electrodes are implanted in the brain, in regions related to the sensorimotor […]<\/p>","protected":false},"author":10,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"template-page.php","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"class_list":["post-23756","page","type-page","status-publish","hentry"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/institutosantosdumont.org.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/23756","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/institutosantosdumont.org.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/institutosantosdumont.org.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/institutosantosdumont.org.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/institutosantosdumont.org.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=23756"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/institutosantosdumont.org.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/23756\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/institutosantosdumont.org.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=23756"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}