(7 de noviembre, 2022) A Maitreyee Wairagkar le gusta descubrir cosas que el mundo nunca antes había descubierto. Desde robots sociales para ayudar a los pacientes con demencia en sus hogares, una plataforma de telemedicina robótica social para que los médicos brinden sesiones de terapia de demencia de forma remota hasta el desarrollo de terapia de rehabilitación motora y del lenguaje basada en sensores Kinect para víctimas de accidentes cerebrovasculares: el neurocientífico y el neuroingeniero lo han hecho todo.
Una inmersión profunda en la neurotecnología
¿Se puede controlar una silla de ruedas simplemente pensando en mover la mano derecha para que gire a la derecha o pensando en la mano izquierda para que gire a la izquierda? ¡Bueno, eso llegará pronto! “Actualmente estoy desarrollando BCI (interfaces cerebro computadora) invasivas que pueden ayudar a las personas a hablar directamente a través de sus señales cerebrales registradas por diminutos implantes cerebrales. Esto será útil para las personas que han perdido la capacidad de hablar debido a la ELA, un accidente cerebrovascular o una lesión cerebral grave”, sonríe Maitreyee Wairagkar, hablando en exclusiva para India global.
La Dra. Maitreyee Wairagkar está a la vanguardia de la investigación en neurotecnología y neuroingeniería.
Maitreyee, que actualmente es becaria postdoctoral en la Universidad de California, Davis (en el Laboratorio de Neurporosthetics y el Consorcio BrainGate) fue nominada recientemente para el prestigioso premio 'Mujeres Inspiradoras en la Ciencia' (2022) por la revista científica líder 'Naturaleza' en colaboración con Estée Lauder. Ella es la única india en la lista de mujeres científicas de carrera temprana que ha sido nominada para el premio.
“Las neurotecnologías son diferentes tipos de tecnologías y dispositivos que interactúan con el cerebro o el sistema nervioso y ayudan a las personas con afecciones neurológicas graves, como accidente cerebrovascular, cuadriplejia, enfermedad de Parkinson, lesión de la médula espinal, lesión cerebral, ELA (esclerosis lateral amiotrófica), etc. muchos de los cuales aún no tienen cura”, explica Maitreyee, quien ha trabajado en el desarrollo de diferentes tipos de neurotecnologías dirigidas a diferentes afecciones neurológicas.
Actualmente estoy desarrollando BCI (interfaces cerebro computadora) invasivas que pueden ayudar a las personas a hablar directamente a través de sus señales cerebrales registradas por diminutos implantes cerebrales. Esto será útil para las personas que han perdido la capacidad de hablar debido a una ELA, un accidente cerebrovascular o una lesión cerebral grave. – Dra. Maitreyee Wairagkar
Dónde todo comenzó
Maitreyee Wairagkar se crió en Pune, Maharashtra, en una familia con una sólida formación científica y el funcionamiento del cerebro humano siempre le fascinó. Cuando tenía 14 años, se enteró de las condiciones que pueden dejar a las personas en un estado de bloqueo, en el que su cognición y conciencia están intactas, pero su cuerpo está completamente paralizado: no pueden moverse ni hablar.
“Me sentaba al lado de mi madre y estudiaba mientras ella preparaba sus conferencias. A menudo escuchaba a mi padre sobre su investigación y sus artículos publicados en Lancet desde mi primera infancia. Me contaba cómo trabajan los científicos y compartía sus hallazgos en revistas científicas, lo cual fue muy inspirador”, dice Maitreyee, quien siempre quiso estudiar el cerebro y la neurociencia.
Su padre, el Dr. Niteen Wairagkar, es médico y científico que trabaja en salud global y su madre es educadora científica con doble posgrado en ciencias.
Dejando el hogar
Después de completar su duodécimo estándar de Pune, comenzó a explorar opciones para estudiar tecnologías de vanguardia como BCI y se concentró en la Universidad de Reading en el Reino Unido. Ofrecía un curso integrado único de licenciatura y maestría en inteligencia artificial y cibernética.
Fue una decisión muy inusual ir al extranjero para estudiar una licenciatura en ese momento, ya que la mayoría de los estudiantes indios iban al extranjero para obtener una maestría.
Desde que comenzó sus estudios universitarios en la Universidad de Reading en 2010, Maitreyee ha desarrollado diferentes neurotecnologías que ayudan en la rehabilitación después de una lesión cerebral o un accidente cerebrovascular e incluso les ayudan en la vida cotidiana.
La Dra. Maitreyee Wairagkar recibe su doctorado en la Universidad de Reading. Foto: Twitter
Comunicarse a través de señales cerebrales
“Las personas con afecciones neurológicas graves como la ELA (como el físico teórico Stephen Hawking) eventualmente pierden la capacidad de hablar. No poder comunicarse puede ser absolutamente devastador”, dice Maitreyee.
Los BCI en los que está trabajando pueden restaurar potencialmente esta capacidad perdida de hablar al decodificar patrones relacionados con el habla a partir de la actividad neuronal y convertirlos en habla audible. El usuario puede hablar a través de una computadora simplemente intentando hablar. “El BCI registra la actividad neuronal correspondiente a través de electrodos implantados en el área del cerebro que controla el movimiento de los músculos involucrados en la producción del habla: lengua, mandíbula, labios, etc., que luego se decodifica y convierte en voz utilizando modelos avanzados de IA”, explica. describiéndolo como un nuevo modo de comunicación directamente a través de señales cerebrales.
“Mi objetivo final es construir BCI con los que nadie perderá nunca su capacidad de hablar y comunicarse”, dice, dando una idea de lo que depara el futuro para estos pacientes.
BCI invasivas y no invasivas
Su trabajo anterior de BCI usó electrodos no invasivos para registrar señales marrones de la superficie del cuero cabelludo para identificar la intención de moverse, lo que les permitió controlar un juego de computadora usando señales cerebrales.
“Esto es útil para las personas que han perdido la función de sus brazos”, dice Maitreyee, quien se destacó en lo académico y ganó varios premios, incluidos los premios Chancellor's y premios de graduación por mejor desempeño en la Universidad de Reading.
A diferencia de las BCI no invasivas, la variedad invasiva requiere la implantación de electrodos en la superficie del cerebro mediante neurocirugía para leer las señales cerebrales. Incluso puede habilitar capacidades más avanzadas como hablar y movimientos complejos. Las BCI invasivas son costosas pero tienen un mejor rendimiento y permiten una comunicación más rápida.
Terapeutas en #SemanaDeRehabilitación realmente me encanta nuestro nuevo producto MALT que combina exergames con entrenamiento de idiomas para ayudar a tratar #afasia. El concepto fue desarrollado originalmente por nuestros colaboradores @ABCDlab_Reading @rachelccrindle y @Maitreyee_W para hacer #carrera rehabilitación divertida y efectiva. pic.twitter.com/Bzknhf3qyP
— Evolucionar (@Virtualrehab_en) 27 de Junio de 2019
robots sociales
Diseñados para hablar con personas con demencia, los robots sociales pueden recopilar información diaria sobre su salud y bienestar, para ser evaluada por un equipo clínico, mejorando así también su participación.
Maitreyee ganó el premio piloto del Instituto de Investigación de la Demencia del Reino Unido como investigadora de carrera temprana para apoyar su trabajo en robótica social en la demencia y la financiación del acelerador MedTech SuperConnector para liderar una empresa empresarial de robótica social.
terapia kinect
La terapia de rehabilitación motora y del lenguaje basada en el sensor Kinect para el accidente cerebrovascular puede ser utilizada por los pacientes para realizar ejercicios lúdicos de fisioterapia y terapia del lenguaje en el hogar para recuperar el movimiento perdido en el brazo y las habilidades del lenguaje debido a un accidente cerebrovascular. “Esta tecnología se comercializó y ahora está disponible en varios países”, informa Maitreyee, quien fue elegida en la lista global de 50 Mujeres en 'Robótica que necesita saber', 2022.
Los robots sociales y los dispositivos de rehabilitación basados en Kinect también tienen un costo relativamente bajo, ya que utilizan dispositivos disponibles comercialmente, como tabletas, dispositivos móviles, asistentes de voz y sensores de cámara. Los dispositivos neurotecnológicos de bajo costo que pueden ser asequibles para personas de todo el mundo están en la lista de cosas por hacer de Maitreyee.
Sin embargo, dice que ninguna de estas tecnologías reemplaza el papel de los médicos y cuidadores humanos. “Permite a los humanos brindar una atención mejor y más eficiente a las personas con afecciones neurológicas enfocadas en mejorar la calidad de vida”, dice Maitreyee.
Colaboraciones
La investigación es un esfuerzo de equipo y no puede suceder de forma aislada, dice Maitreyee, quien colaboró con equipos multidisciplinarios de investigadores internacionales de EE. UU., Reino Unido e India con experiencia en ingeniería y neurociencia; profesionales médicos, incluidos neurocirujanos, psiquiatras y médicos especialistas.
Para comprender las condiciones neurológicas y los requisitos médicos, también colaboró con ingenieros, diseñadores y socios industriales para trabajar en la traducción comercial de estas tecnologías. “Lo más importante es que hay pacientes que brindan su valioso tiempo para participar en nuestros experimentos y ayudar a probar los dispositivos que construimos durante largos períodos, incluso sometiéndose a neurocirugía para implantes cerebrales”, informa Maitreyee, quien trabaja en la interfaz de inteligencia artificial, aprendizaje automático. , procesamiento de señales, robótica, desarrollo de software, neuroingeniería y neurociencia para construir estas tecnologías.
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— Evolucionar (@Virtualrehab_en) 28 de Junio de 2019
Señales cerebrales
“Las señales cerebrales con las que trabajo se registran a partir de pequeños electrodos invasivos implantados en el cerebro que registran la actividad directamente de una pequeña población de neuronas, o de sensores EEG no invasivos colocados en la superficie del cuero cabelludo que registran la actividad cerebral agregada de diferentes áreas del cerebro”, explica el genio.
Estas señales capturan una estructura muy compleja de la actividad neuronal subyacente. “Mi investigación se centra en identificar patrones en esta actividad neuronal que correspondan a la intención del usuario”, dice y agrega que todavía no se comprende completamente cómo esta “gigantesca malla de neuronas interconectadas en nuestro cerebro da lugar a comportamientos cognitivos tan complejos”. y buen control de nuestro cuerpo.”
Mirar hacia el futuro
“Quiero continuar construyendo interfaces cerebro-computadora más efectivas que potencialmente puedan dar más control a las personas con condiciones neurológicas severas para hablar, moverse, ver e interactuar con diferentes dispositivos de forma natural al restaurar sus habilidades perdidas que les permitirán participar en el sociedad y llevar una vida más independiente”, dice Maitreyee.
Quiere trabajar para sacar estas tecnologías de los entornos de laboratorio y ponerlas a disposición del uso clínico y personal de las personas que más se beneficiarían de esto. Su dispositivo de rehabilitación de accidentes cerebrovasculares ya se ha comercializado.
“Como investigador, estoy trabajando en algo nuevo y emocionante todos los días. Hay muchas discusiones científicas y sesiones de intercambio de ideas con nuestro equipo”, informa la neurocientífica, que lee bastante para mantenerse al día con la literatura científica más reciente.
“Una vez que tengo resultados novedosos, me enfoco en escribir artículos científicos para publicar mis hallazgos. También trabajo en la redacción de solicitudes de financiación. Preparo y doy varias presentaciones en conferencias que implican algunos viajes”, dice Maitreyee, para quien casi cada hora del día se dedica a actividades de investigación y a pensar en formas innovadoras en las que puede resolver los problemas en los que está trabajando.
Cuando no está inmersa en su investigación, le gusta dibujar y pintar en su tiempo libre. “Disfruto haciendo bocetos de los lugares que he visitado”, dice la bailarina clásica de Bharatnatyam.
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