La Fundación Nacional de Ciencias Honra a Neurocientífico de Cedars-Sinai

A sus 36 años de edad, el neurocientífico Tanuj Gulati, PhD, se encuentra en las primeras fases de su carrera, pero sus contribuciones al campo de las neurociencias han sido impactantes. Su investigación es tan prometedora, que la National Science Foundation le ha otorgado a Gulati el máximo honor de la fundación, el premio Faculty Early Career Development Program (CAREER).

En los próximos cinco años, Gulati planea utilizar el fondo de $ 620,000 US para avanzar su investigación acerca del uso de interfaces cerebro-máquina (BMI Brain Computer Interfaces) para discapacidades motoras causadas por derrames cerebrales. Las interfaz neuronal directa, interfaz cerebro-computadora e interfaz cerebro-ordenador, en inglés Brain Computer Interfaces, ​ constituyen una tecnología que se basa en la adquisición de ondas cerebrales para luego ser procesadas e interpretadas por una máquina u ordenador.

Los IMC, también llamados neuroprótesis, constituyen una tecnología de asistencia que permite el control mental en dispositivos externos como un brazo robótico o un cursor de computadora. "Mi objetivo a largo plazo, ahora posible con este importante premio, es comprender cómo se aprende una habilidad neuroprotésica en el cerebro utilizando modelos animales, y luego traducir mis hallazgos en soluciones tangibles para los sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares con discapacidades motoras", dijo Gulati, profesor asistente en los departamentos de Ciencias Biomédicas y Neurología en el Hospital Cedars-Sinai. "El accidente cerebrovascular sigue siendo la principal causa de discapacidad motora en los Estados Unidos, lo que crea una gran necesidad no satisfecha para innumerables pacientes con movilidad limitada".

La experiencia de Gulati también utiliza neuroprótesis para comprender mejor cómo el cerebro aprende nuevas habilidades.

"El trabajo de Tanuj sobre cómo el cerebro aprende a controlar la neuroprótesis es reconocido como sobresaliente y con visión de futuro", comenta David Underhill, PhD, presidente del Departamento de Ciencias Biomédicas y de la Cátedra Janis y William Wetsman en Enfermedad Inflamatoria Intestinal. "Premios como este destacan la excelente calidad de la investigación realizada en el Hospital Cedars-Sinai".

¿Qué es la Neuroprótesis?

Para comprender cómo el cerebro puede aprender a controlar la neuroprótesis, Gulati y su equipo de investigación escuchan las neuronas del cerebro de ratas de laboratorio con electrodos implantados y utilizan la actividad de estas neuronas para controlar la salida de agua de una tubería. Estas neuronas suelen estar relacionadas con el control de las manos de los roedores.

A medida que las ratas exploran formas de controlar la salida de agua, a veces activan neuronas adyacentes a los electrodos. Cuando se activan las neuronas adecuadas, un algoritmo informático mueve la tromba de agua para que las ratas puedan beber de ella.

"Vemos que eventualmente las ratas se vuelven muy competentes en esto y no muestran ningún movimiento abierto de las manos", dijo Gulati. "Aprenden a controlar intencionalmente la tubería".

Gulati también tiene como objetivo identificar aún más el papel que juega el dormir en la consolidación de estas habilidades neuroprotésicas y si se puede aumentar el dormir para mejorar el control de dichos dispositivos, especialmente después de una lesión por accidente cerebrovascular.

En su trabajo anterior, Gulati vio que las neuronas que estaban involucradas en el control de la salida del agua se reactivaron en la sesión de dormir que siguió. Este trabajo examinó la región del cerebro llamada corteza motora; pero los investigadores ahora lo han ampliado para estudiar otra área importante del cerebro: el cerebelo. Sorprendentemente, dice Gulati, el cerebelo está relativamente poco estudiado en la interfaz cerebro-máquina o en la investigación del sueño.

"A medida que avanza esta importante investigación, nos acerca un paso más a trasladar estos hallazgos a nuestros pacientes para promover la recuperación del accidente cerebrovascular", dijo Nancy Sicotte, MD, Presidenta Distinguida del Gremio de Mujeres en Neurología en Cedars-Sinai.(the Women's Guild Distinguished Chair in Neurology).

"Las ideas innovadoras y el compromiso de Tanuj con el campo de la investigación médica brindan una gran esperanza".

Establecido en 1996, el premio CAREER de la Fundación Nacional de Ciencias se creó para apoyar a los profesores que inician su carrera y que tienen el potencial de servir como modelos académicos en investigación y educación, y para liderar avances en las misiones de sus departamentos u organizaciones.

“Recibir esta subvención es un punto de inflexión en mi carrera”, dijo Gulati. "Con este financiamiento, continuaré estableciendo mi proyecto de investigación a largo plazo, mientras me esfuerzo por hacer contribuciones significativas a mi campo de trabajo más amplio".