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Experimento: Cirugía de Interfaz Neuronal

Profesores o padres que quieren enseñar neurotecnología avanzada a sus estudiantes: ¡hoy es su día de suerte! Luego de 3 largos años de Investigación y Desarrollo, el RoboRoach está listo para su gran lanzamiento. ¡Es nuestro placer presentar el primer Cyborg disponible al mercado en el mundo! Con nuestro RoboRoach puedes controlar, brevemente, el movimiento izquierda/derecha de una cucaracha en forma inalámbrica, a través de la microestimulación de los nervios de las antenas. ¡El RoboRoach es una gran herramienta para aprender sobre microestimulación neuronal, aprendizaje, y electrónica!

Tiempo 1.5 - 2 horas
Dificultad Supervisión Adulta

¿Qué vas a aprender?

Vas a aprender sobre la anatomía y el sistema nervioso de la cucaracha. Además, vas a aprender técnicas apropiadas de cirugía y cría de insectos para experimentación. Luego de la cirugía, vas a usar el circuito del RoboRoach para influir brevemente en los movimientos de la cucaracha vía microestimulación, y observarás la adaptación consecuente de la cucaracha en respuesta a esta microestimulación.

Prácticos Requeridos

  • SpikerBox - Debieras estar familiarizado con el uso del SpikerBox


Antecedentes

Este experimento es adecuado para estudiantes universitarios. A nivel escolar (educación media), se requiere de supervisión adulta.

El RoboRoach es un kit educacional -"Ármalo-Tú-Mismo"- para construir una cucaracha ciborg. Incluye una placa PCB (placa de circuito impreso), conocida como la "mochila", que lleva el receptor/transmisor inalámbrico Bluetooth de Baja Energía (para que te puedas comunicar con él con tu Smartphone), unos cuantos indicadores LED (diodos emisores de luz), y otros componentes de circuito (resistencias y condensadores). También contiene una pequeña batería para los componentes de la placa. Por último, el kit incluye 3 sets de electrodos para implantar a tres cucarachas adultas. Un extremos de cada electrodo es un conector para enchufar a la mochila del RoboRoach, y el otro extremo es un alambre de plata de 0,003 pulgadas (más delgado que un pelo) que sirve como el elemento conductivo que crea la interfaz con los nervios sensoriales de la cucaracha. Hay 3 electrodos en cada set: uno para la antena izquierda, uno para la antena derecha, y uno para la tierra. Como la electricidad necesita un circuito cerrado para poder fluir, es necesario un cable a tierra que le otorgue un camino de vuelta a la corriente eléctrica de estimulación. La tierra puede ir en cualquier parte del cuerpo de la cucaracha, pero nosotros usamos el lado dorsal del tórax, cerca de los músculos de vuelo (estas cucarachas no pueden volar), ya que esa ubicación minimiza el daño al insecto.

La palabra ciborg es una abreviación de "organismo cibernético", y se define como un organismo viviente con partes artificiales. El término fue acuñado por el neurocientífico Manfred Clynes en los años '60, describiendo al ciborg como una "nueva" frontera que serviría como un "puente...entre la mente y la materia".(1) Desde entonces, el rápido crecimiento de la tecnología nos ha entregado nuevos tipos y definiciones de ciborg. La interfaz neuronal directa, como lo que vas a ver en el experimento del RoboRoach, ha estado en desarrollo desde comienzos de los años '70 (2). Este tipo de interfaz cerebro-computador, o IBC, ha sido objeto de amplio estudio, desarrollo y utilización por científicos y médicos, intentando aprender sobre nuestro sistema nervioso y buscando nuevos tratamientos a través de Neuroprótesis para personas que han perdido funciones biológicas críticas, como la vista, el oído, y el movimiento. El uso del implante coclear, por ejemplo, ha ayudado a más de 220.000 personas en todo el mundo a recuperar su oído(3). A continuación podrás ver un video muy emotivo de Sloan Churman, una joven que nación sorda y vivió sus primeros 29 años de vida sin oir absolutamente nada, hasta el día en que su implante coclear fue encendido por primera vez:

Para que sepan, no somos los únicos trabajando en crear invertebreados ciborg para aprender electrofisiología y aportar al desarrollo de neurotecnología. Desde fines de los años '90, dos grupos de investigadores (en la Universidad de Tokyo(4) y la Universidad Michigan(5)) lograron un control rudimentario del movimiento de giro de la cucaracha. El trabajo estadounidense fue financiado por DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), con el objetivo final de conseguir "robots híbridos" que pudieran asistir en tareas de rescate y reconocimiento, bajo la premisa que un pequeño insecto es más energéticamente eficiente que un pequeño robot. Este trabajo fue publicado en revistas de bajo impacto, y tuvo algo de cobertura de parte de la prensa, pero fuera de esto pasó básicamente desapercibido.

Más recientemente, un grupo de la Universidad de Cornell(6) logró identificar distintas señales para controlar las alas de una polilla, y en la Universidad de Arizona(7) un grupo de científicos construyó un robot controlado por el sistema nervioso de una polilla [watch video]. En Berkeley(8) la investigación en este campo ha llevado a lograr controlar el vuelo de un escarabajo gigante [watch video] y en la Universidad Estatal de North Carolina (9) están también trabajando con microestimulación de los nervios sensoriales de la cucaracha oara desarrollar un "Sistema Cinético para Control Autónomo de Biobots Inséctidos Terrestres" [watch video].


 

¡Increíble! ...pero, ¿por qué con cucarachas?

El invertebrado favorito de Backyard Brains es del reino Animalia, Filo Arthropoda, Clase Insecta, Orden Blattodea, Familia Blaberidae, Género Blaberus, y Especie Discoidalis. Como su clasificación biológica completa es muy larga, la llamaremos cucaracha Discoide. Hemos descubierto varias razones por qué las Discoides son las mejores para el RoboRoach. En primer lugar, es muy fácil obtenerlas en Estados Unidos, ya que es común criarlas como alimento para reptiles y anfibios que la gente tiene de mascotas. Además, son fáciles de cuidar y manipular (son mucho más lentas que las cucarachas nativas de los Estados Unidos, o de Chile también). Por último, son lo suficientemente grandes como para poder llevar la mochila del RoboRoach.

Un hermoso specimen adulto de B. Discoidalis, como Dios la trajo al mundo (izquierda) y como RoboRoach (derecha).

Las cucarachas tienen neuronas similares a las nuestras, pero en mucha menor cantidad. Ellas tienen alrededor de 1 millón de neuronas, mientras que nosotros tenemos ¡100 mil millones! Esto nos permite tener talentos tan especiales como hablar/entender lenguajes y diseñar circuitos de estimulación neuronal. Además, la cucaracha tiene un sistema nervioso decentralizado, con ganglios (que son como pequeños cerebros) a lo largo de su cuerpo. A pesar de esto, la cucaracha igual tiene un "ganglio más grande" en su cabeza, que podría considerarse como un cerebro. Si bien nuestro sistema nervioso es muy distinto al de la cucaracha, la estructura y función de las neuronas individuales es bastante similar, y esto nos da la oportunidad de aprender sobre nuestros cerebros estudiando el de ellas.

A menos que seas Gregor Samsa, tu sistema nervioso central es como el de la izquierda.

Pero, ¿cómo funciona??!

Las cucarachas tienen dos antenas en su extremo anterior. Estas antenas le ayudan a guiarse a través del mundo a través del tacto (como sentir el movimiento del aire) y el olfato. Estos pequeños sensores están conectados directamente a neuronas que comunican mensajes al cerebro de la cucaracha.

Las neuronas se comunican igual que las nuestras, enviando información en forma de actividad eléctrica -potenciales de acción- que nosotros llamamos "spikes"".

También tienen dos cercos ubicados en su extremo posterior.Estos cercos son sensores parecidos a las antenas, con receptores de viento y vibración especializados, que envían "spikes" a los ganglios de la cucaracha, un sistema que ha evolucionado para permitirle a la cucaracha reaccionar rápidamente y escapar al sentir un estímulo acercándose a ella. Esto explica las rápidas respuestas del comportamiento de la cucaracha, y cómo puede huir tan rápido apenas uno abre la puerta.

Al implantar la punta de tu pequeño electrodo en las antenas de la cucaracha, puedes crear una interfaz neuronal. Como el alambre del electrodo es conductor, puedes enviar una señal eléctrica similar a la creada naturalmente por las neuronas sensoriales que se encuentran ahí. El resultado es que puedes estimular las neuronas en las antenas para que disparen mensajes neuronales (¡spikes!).

Estas "spikes" van a viajar a través de los ganglios de la cucaracha, y estimular sus reacciones sensoriales-motoras naturales. Esta es la forma en que puedes controlar sus movimientos. En resumen: si estimulamos las neuronas en la antena derecha, la cucaracha va a reaccionar girando hacia la izquierda. Si estimulamos las neuronas en la antena izquierda, la cucaracha va a girar hacia la derecha.

La ciencia de las interfaces neuronales que estudiaremos es muy similar a la tecnología de punta que se usa en hospitales y universidades en todo el mundo. Por ejemplo. Puedes hacer estimulaciones a 55 Hz, que es prácticamente la misma estimulación que se usa para estimular el núcleo subtalámico como tratamiento para la enfermedad de Parkinson.


 

Video

Preparación de la Cirugía del RoboRoach

¿Estás listo para intentar tu primera cirugía y crear tu primer ciborg?

La cirugía toma unos 30-45 minutos. Como todo procedimiento científico, es necesario tener buenas prácticas: preparación previa, documentación, y consideración con el bienestar del animal. Así que, considerando tanto la preparación como el tiempo de limpieza y orden, planifica una hora total para l procedimiento completo. Cualquier persona es capaz de hacer la cirugía del RoboRoach, pero como todo en la vida, ¡se necesita de práctica y paciencia! Por esto, el kit viene con 3 sets de electrodos, suficientes para preparar 3 RoboRoaches para aprender y mejorar con cada repetición del experimento. Puedes comprar más electrodos en nuestra tienda online o puedes tomar el camino más aventurero y construir tu propio electrodo. Te recomendamos leer cuidadosamente esta guía completa antes de comenzar el procedimiento, ¡para preparar tu cerebro también!

También nos gustaría recordarte que el RoboRoach es una herramienta educacional: usar cucarachas para aprender sobre interfaces neuronales. Por favor, sé respetuoso y sigue las normas y leyes de tu gobierno respecto al uso de animales en investigación. Si tienes dudas con respecto a la ética, te invitamos a visitar nuestra guía de discusión y normas éticas .

Qué vas a necesitar:

  • El "Procedimiento de Cirugía del RoboRoach" (abajo). También está disponible como:
    1. PDF descargable.
    2. Video instruccional.
  • Una "Ficha de Cirugía" impresa.
  • Tu cerebro bien puesto, paciencia y una buena mano.
  • Alrededor de una hora de tu tiempo
  • 1 “Kit de Cirugía del RoboRoach”
    1. Lija de grano 150
    2. Pegamento Loctite Super Glue Gel Control (nota: en nuestra experiencia, éste es el que mejor funciona, si usas otro puede no resultar muy bien)
    3. Cotonitos
    4. Masilla
    5. Aguja de diámetro pequeño
    6. Mondadientes
    7. Tijeras de disección
    8. Pinzas o fórceps
    9. Lupa (o si quieresalgo mejor e impresionar a tus amigos puedes usar un RoachScope)
    10. Pistola de silicona y barras de silicona
    11. Palito de helado
    12. Un poco de harina
  • Vaso con agua y hielo (necesitas usar suficiente hielo para mantener el agua bien helada, pero al mismo tiempo suficiente agua para poder sumergir la cucarach). Este baño de hielo se mantendrá siempre a 0 grados celsius, siempre y cuando haya hielo en el agua.
  • Toalla Nova
  • Reloj con minutero
  • Lámpara, ¡no hagas esto a oscuras!
  • 1 set de electrodos del RoboRoach
  • ...y por supuesto: 1 cucaracha Discoide adulta, grande y sana. IMPORTANTE: 1 cucaracha Discoide adulta, grande y sana. Importante: Puedes distinguir si una cucaracha es adulta por el punto negro en su pronoto (el exoesqueleto sobre su cabeza) y la presencia de alas. Cuando son adultas, ya no mudan, por lo que no hay problema con pegarle un conector en su cabeza. NOTA: si le pegas un conector a una cucaracha juvenil (sin alas), no va a poder despegarse de su exoesqueleto al mudar y va a morir. No hagas este procedimiento en cucarachas juveniles.

 

Procedimiento

Paso 1: Prepara tu espacio de trabajo. Elige una cucaracha. ¡Documenta todo!

Ten todos los materiales listos antes de comenzar. Enchufa la pistola de silicona, y si tiene control de temperatura, colócala en "baja". Llena la información inicial en la página 1 de la Ficha de Cirugía.


 

Paso 2: Conecta el set de electrodos a la cucaracha

2.1) Anestesia la cucaracha sumergiéndola en el vaso de agua con hielo. Anota la hora de inicio en la Ficha de Cirugía -Registro de Procedimiento. De ahora en adelante no habrán más recordatorios para que actualices la ficha, ¡pero tienes que prometer que vas a ser un buen científico y documentar todo el experimento!

Como la cucaracha es un animal de sangre fría (ectotérmico; no produce calor propio vía metabolismo), al bajar la temperatura se reduce su función nerviosa y metabólica, logrando anestesiarla efectivamente (10). Usualemente la cucaracha se demora unos 2-5 minutos en "ponerse a dormir"; fíjate en que la cucaracha deje de moverse y reaccionar a estímulos, como tocarle una pata.

2.2) Una vez que esté completamente anestesiada, usa tus fórceps para sacarla del vaso y colocarla en la mesa. Lija suavemente la quitina del centro del pronoto para que quede más áspera. Ten cuidado de no hacer mucha presión al lijar, ¡no le hagas daño a la cucaracha! En este paso, un fórceps hemostático es ideal para tomar el pronoto (el exoesqueleto). Este procedimiento es similar a pasar una lija por tus uñas -es una sustancia dura que no está inervada.

Lija hasta que el pronoto se siente "levemente áspero". Esto va a ayudar a que el pegamento se adhiera apropiadamente.

2.3) Limpia el pronoto con una toallita húmeda para quitar los restos del lijado, y luego sécalo completamente con toalla nova. Pon un poquito de pegamento en el área que lijaste. ¡No toques el pegamento, va en la cucaracha, no en tus dedos!

2.4) Con mucho cuidado, coloca el conector negro sobre el pegamento, con los electrodos apuntando en dirección anterior (hacia las antenas). Asegúrate de alinearlo bien con el cuerpo, los pines debieran quedar paralelos con la línea longitudinal del cuerpo. En un par de minutos la conexión ya debiera estar firme.

2.5) Coloca la cuchara en hielo por un par de minutos para asegurarte que siga completamente anestesiada.


 

Paso 3: Implanta el Electrodo de Tierra en el Tórax

3.1) Saca la cucaracha del vaso, colócala boca abajo en la mesa, y separa con cuidado una de las alas. Ponle un poco de masilla para mantenerla en esa posición, y para estabilizar a la cucaracha. Con un cotonito, seca el tórax, y como este es un paso de pegado, líjalo suavemente.

3.2) Con una aguja, haz un pequeño agujero en el exoesqueleto del tórax, justo detrás de la cabeza. Evita la línea central, ya que ahí se encuentra el esófago.

Los músculos de vuelo que se encuentran en los costados pueden tolerar un pequeño pinchazo (esta especie de cucaracha igual no puede volar, así que no usa mucho estos músculos), pero de todas maneras no uses mucha fuerza, sólo la suficiente para penetrar el exoesqueleto de quitina. Evita usar más fuerza de lo debido y empujar la aguja más de lo necesario. Para ayudarte, a veces puedes encontrar pequeñas marcas en el exoesqueleto que te pueden server como referencia para los puntos de inserción (la cucaracha tiene en su espalda unas 5-8 "pecas" negras). Si haces el agujero en uno de estos puntos, te va a ser más facil encontrarlo para implantar el electrodo.

3.3) Usando pinzas (o un fórceps fino), inserta el electrodo central en el agujero, a 1 mm de profundidad. Estira la punta del electrodo lo más posible antes de insertarlo.

3.4) Con un mondadientes, aplica una gotita de pegamento al electrodo, justo por encima de donde entra al tejido.

Y ahora, con las pinzas, "entierra" el electrodo entre 1-3 mm más. El objetivo de esto es lograr que el pegamento entre al cuerpo, ya que al entrar en contacto con la solución salina interna, va a polimerizar rápida y firmemente. Este pegamento (cianoacrilato) fue usado en la guerra de Vietnam para cerrar las heridas de los soldados en pleno campo de batalla.

Si necesitas afirmarlo más aún, coloca otra gotita de pegamento sobre el punto de inserción, y luego devuelve el ala de la cucaracha a su posición natural de reposo. Una vez que el pegamento se haya afirmado, puedes tirarlo suavemente para asegurarte que esté bien colocado.

3.5) Lleva la cucaracha al vaso con hielo por un par de minutos para mantener la anestesia.


 

Paso 4: Implanta el electrodo de la antena derecha

4.1) Saca la cucaracha del hielo, y acuéstala boca arruba en la mesa. Con fórceps, separa la antena y corta la antena derecha, para que quede de 3 a 6 mm de largo.

4.2) Toma el electrodo derecho, y "entiérralo" en la antenna derecha, a 1 mm de profundidad.

Igual que antes, coloca un poquito de pegamento justo por encima del punto de inserción en la antena.

4.3) Y con tus forceps, entierra el electrode unos 2 a 4 mm más dentro de la antena, asegurándote que el pegamento entre parcialmente. Si es necesario, puedes agregar un poco más de pegamento después de la inserción, pero trata de evitar un exceso de pegamento. El pegamento debiera polimerizar inmediatamente luego de entrar en la antena. El objetivo es lograr que el pegamento entre justo en el anillo interno de la antena; de lo contarario, se saldrá fácilmente. Recuerda, ¡no toques el pegamento con los dedos, se te van a pegar!

4.4) Devuelve la cucaracha a su baño de hielo por un par de minutos para mantener la anestesia.


 

Paso 5: Implanta el electrodo de la antena izquierda

Repite el paso 4, reemplazando "derecha" por "izquierda".


 

Paso 6: Ordena el desorden y exceso de alambre

6.1) Es muy importante ordenar el "exceso de alambre". Puedes usar tus dedos y el fórceps para doblar el alambre extra y ordenarlo encima del conector. Asegúrate que no quede alambre suelto entre la antena y el conector. Las patas de la cucaracha son muy fuertes, y pueden sacar los electrodos de un tirón si es que pueden agarrarse del alambre suelto. Asegúrate además que las partes "expuestas" del alambre de plata no se toquen entre sí.

6.2) Moja un extremo de una superficie plana (un palito de helado, por ejemplo) y cúbrelo con harina.

6.3) Para mantener el exceso de alambre en su lugar, coloca un poco de pegamento por encima con la pistola de silicona.

6.4) Inmediatamente después de aplicar el pegamento, aplástalo usando el palito de helado con harina. Usamos harina para evitar que el la silicona se adhiera a la herramienta (en este caso, el palito de helado).

Asegúrate que todos los cables queden bien ordenados y pegados. Puedes agregar un poco más de pegamento para afirmar las partes que hayan quedado un poco sueltas.


 

Paso 7: ¡Terminó la Cirugía! Es momento de ordenar

7.1) Devuelve la cucaracha a su terrario, y dale de comer y de beber. El período de recuperación va de 2 a 4 horas. Cuando hacemos demostraciones, lo normal es que hagamos la cirugía la noche anterior, para que la cucaracha se pueda recuperar y descansar por una noche entera. En la mañana siguiente, ya estará lista para la demostración.

7.2) Deja tus herramientas y bota todo el material sucio. ¡No te tomes el agua! Limpia la mesa y las herramientas. ¡Y recuerda lavarte siempre las manos!

7.3) Llena el Registro Post-Operatorio en la página 3 de la Ficha de Cirugía.


 

Paso 8: Prueba tu RoboRoach

A la mañana siguiente, puedes ver si la cirugía fue exitosa usando el SpikerBox para registrar actividad neuronal y/o estimulando el RoboRoach (con nuestra aplicación) y observando cambios de comportamiento.Para hacer la prueba, ve al terrario y toma tu RoboRoach. Tienes que conectarte al conector en la cabeza del RoboRoach. Para que sea más fácil, puedes enfriar tu RoboRoach en el refrigerador por un par de minutos.

8a) Para escuchar/ver la actividad eléctrica de las neuronas que rodean el electrodo implantado en la antena, enchufa un conector macho al conector hembra en la cabeza de la cucaracha. Luego conecta dos sondas, yna a la conexión de la antena y la otra a la tierra. Conecta estas sondas al SpikerBox y enciéndelo.

Debieras poder escuchar actividad espontánea. Nota: a veces, la amplitud de las spikes es tan grande que puede saturar el parlante del SpikerBox y no vas a escuchar nada. Si esto ocurre, conecta un parlante externo o usa audífonos para escuchar las spikes. Si quieres, puedes aprovechar esta preparación y hacer algunos experimentos. Si soplas sobre la cucaracha vasa generar una amplia activación neuronal. Prueba esto en ambas antenas; si escuchas spikes, la cirugía fue un éxito. Puedes devolver la cucaracha a su terrario hasta que estés listo para hacer tu experimento.

8b) Para probar la microestimulación de la antena, enchufa el conector macho de la PCB del RoboRoach al conector hembra en la cabeza de la cucaracha (si aún no lo has hecho, puedes bajar la aplicación desde aquí directamente, sin pasar por la App Store, here. Si tienes preguntas, escríbenos a hello@backyardbrains.com). A continuación, presiona el pequeño botón negro en el costado izquierdo de la PCB. Esto va a "despertar" al microcontrolador para que puedas conectarte a él vía bluetooth con cualquier dispositivo compatible. Usando la configuración de estimulación preestablecida, desliza tu dedo hacia la izquierda o derecha en la pantalla, y ve que sucede con el RoboRoach. Si el RoboRoach se mueve en la dirección que seleccionaste, la cirugía fue un éxito. ¡Felicitaciones! Tu RoboRoach está listo para tu próximo experimento. Si no ves respuesta, es tu oportunidad de aprender de la experiencia: revisa la ficha de registro de la cirugía e inténtalo de nuevo. No te desanimes, el fracaso tiene un lado positivo: te ofrece una oportunidad para mejorar, y es un resultado muy importante cuando utilizamos el método científico. Como dijo Albert Einstein (o quizás Thomas A. Edison): "No he fracasado, tan solo he encontrado 1000 maneras distintas de cómo no hacerlo".”


 

Experimenta, Aprende y Comparte

¡Revisa los otros experimentos del RoboRoach!
Comparte tu experiencia em la cirugía con nosotros.
  • Envíanos tus resultados y tu Ficha de Cirugía a bill@backyardbrains.com
  • Cuéntanos de algunos trucos que te ayudaron.
  • Avísanos si tuviste algún problema, ¡nos encantaría ayudarte!
  • ¡Comparte tu nuevo conocimiento neurocientífico con tus amigos y tu familia!

     

    Trucos y Sugerencias

    • Ten siempre una trozo de toalla nova seca a mano, aparte de la que usas para secar la cucaracha cuando la scas del baño de hielo.
    • Mantén limpio el orificio del pegamento para que no tengas problemas de precisión.

     

    Problemas y Soluciones

      Problema: El electrodo de tierra se soltó
    • Solución: Asegúrate que la cucaracha siga anestesiada. Corta la punta del alambre para quitar el pegamento, alambre doblado o cualquier residuo. Con un encendedor, quema 1 a 2 mm del aislamiento (necesitas buen pulso, y un ojo atento). Ahora, corta la gota de plata que se forma en la punta del electrodo con tijeras. Finalmente, haz otro agujero, ojalá en el lado opuesto del tórax de donde hiciste la inserción inicial, y repite el paso 3 del procedimiento.
    • Problema: El electrodo de la antena se soltó
    • Solución: Asegúrate que la cucaracha siga anestesiada. Corta la punta del alambre para quitar el pegamento, alambre doblado o cualquier residuo. Con un encendedor, quema 1 a 2 mm del aislamiento (necesitas buen pulso, y un ojo atento). Ahora, corta la gota de plata que se forma en la punta del electrodo con tijeras. Finalmente, quita todo el pegamento que quede en la antena y trata nuevamente.
    • Problema: El conector se soltó del pronoto
    • Solución: Si los cables no están dañados, puedes arreglarlo con una gotita de pegamento. Si no, vas a tener que empezar de nuevo. Para evitar que esto suceda en el futuro, asegúrate que el conector esté lijado y libre de polvo o agua, para que el pegamento se adhiera bien.
    • Problema: La silicona se despegó del conector
    • Solución: Si los cables no están dañados, puedes arreglarlo con una gotita de pegamento. Si no, vas a tener que empezar de nuevo. Para evitar que esto suceda en el futuro, asegúrate que el conector esté lijado y libre de polvo o agua, para que el pegamento se adhiera bien. Además, como la silicona se seca rápidamente, aplástalo bien con el palito de helado (con harina) inmediatamente después de colocar el pegamento.
    • Problema: La cucaracha se mueve durante el procedimiento
    • Solución: Agrega más hielo al vaso y deja la cucaracha adentro del baño por unos minutos más para lograr anaestesiarla correctamente. Además, aprovecha de preparar las herramientas que vas a necesitar en el paso siguiente mientras la cucaracha está en el baño de hielo, para maximizar el tiempo en cada paso.

     

    Preguntas Frecuentes

    ¿Dónde consigo más baterías?
    Puedes encontrar baterias para el RoboRoach en nuestra tienda online.
    ¿Dónde consigo más electrodos?
    Puedes encontrar electrodos para el RoboRoach en nuestra tienda online. O puedes construir tus propios electrodos..
    ¿Cuáles Smartphones son compatibles con Bluetooth de Baja Energía (BLE)?
    OS: iPhone 4s+, iPod 5ta Generación+, iPad mini, iPad 4ta Generación+. Android: Motorola Droid Razr M; Nexus 4, 5, 7; Samsung Galaxy S3+ (y muchos otros cuando BLE sea lanzado oficialmente).
    ¿Cómo consigo la Aplicación del RoboRoach? ¿Es gratis?
    Está disponible como descarga gratuita. Actualmente está disponible para dispositivos Android 4.3+, y está en proceso de revisión para dispositivos iOS.
    ¿Dónde consigo cucarachas?
    Si vives en Estados Unidos, te podemos enviar una caja de una docena de Discoides o híbridos Discoide/Cranifer. Las cucarachas pueden estar de lo más feliz mientas no estén encerradas en una caja de envío por un periodo largo de tiempo. Por esto, enviamos nuestras cucarachas Lunes o Martes a través de USPS Priority Mail de 2-3 días. Puedes pedir cucarachas a través de nuestra tienda online.
    ¿Por qué hacen esto?
    En algún momento de su vida, 1 de cada 5 personas sufrirán de algún tipo de desorden neurológico (11). Al entregar herramientas y experimentos de bajo costo, como el RoboRoach, podemos ayudar a crear conciencia y esparcir conocimiento sobre las enfermedades neurológicas y la neurotecnología actual. Buscamos inspirar y entusiasmar a la gente a aprender más sobre el funcionamiento de su sistema nervioso y a perseguir carreras en el campo de la neurociencia, tecnología, ingeniería y matemáticas.
    ¿Qué puedes aprender con el RoboRoach?
    • Control Neuronal del Comportamiento: Podrás ver directamente y en tiempo real cómo el cerebro responde frente a un estímulo sensorial.
    • Aprendizaje y Memoria: Luego de unos minutos, el RoboRoach dejará de responder a la microestimulación. ¿Por qué? El cerebro aprende y se adapta. Para eso está diseñado. Puedes medir el tiempo de adaptación a distintas frecuencias de estimulación.
    • Adaptación y Habituación: Después de devolver la cucaracha al terrario, ¿cuánto se demore en volver a responder al estímulo? Y una vez que responde,¿puedes observar que se adapta más rápido?.
    • Selección de Estímulo: ¿Qué rango de frecuencias logra hacer que las neuronas disparen un spike? Con esta herramienta, podrás seleccionar un rango de estimulación para determinar lo que mejor funciona para tu experimento. ¿Será la misma frecuencia que se usa en la clínica para estimular neuronas humanas? Ahora lo podrás descubrir.
    • Efecto del Azar: Agregamos un modo "random" a nuestros patrones de estimulación, con el que podrás experimentar con estimulaciones no-periódicas. Los seres humanos podemos adaptarnos fácilmente a ruidos peródicos (somos capaces de ignorar el zumbido de un refrigerador, por ejemplo). Quizás la razón detrás de la adaptación es que el estímulo es periódico. Bueno, ahora puedes seleccionar el modo random y comprobar si el RoboRoach se adapta igual de rápido... ¡si es que se adapta!
    ¿Y las cucarachas no sienten dolor?
    El mundo científico aún está tratando de determinarlo. Como no sabemos con seguridad, asumimos que si pueden sentir dolor, por lo que tomamos todas las precauciones necesarias para minimizar el daño y el potencial para que sientan dolor. Lo que hacemos es enviar cantidades pequeñas de corriente a las neuronas, un método que se llama microestimulación, que usamos para hacer que las neuronas cercanas disparen potenciales de acción, o "spikes". Esta microestimulación no es un shock eléctrico, y no causa dolor, lo que podemos comprobar observando que la cucaracha se puede adaptar a la microestimulación en unos pocos minutos, y luego ignorarla completamente, algo que no es posible lograr con un estímulo doloroso.
    ¿Puedo usar el RoboRoach para transformar a mi hermano/hermana/papa/mama/perro/gato/hamster en un ciborg?
    No. En Estados Unidos existen leyes, reglamentos y protocolos para normar la microsestimulación neuronal en vertebrados(12). Podemos lograr controlar la trayectoria de la cucaracha ya que estamos estimulando los nervios en las antenas, que están directamente involucrados en el proceso de navegación. La interfaz con la antena es además mucho más simple que los sistemas de navegación en otros animales.
    ¿Cuáles son las especificaciones del RoboRoach?
    • Peso Total: <4.5g
    • Frecuencias de Estimulación: 1Hz-150Hz
    • Ancho de Pulso de Estimulación: 1ms-500ms (Ancho máximo depende de la frecuencia)
    • Ganancia de Esimulación: 0 to 100%
    • Duración de Estimulación: 10ms to 1000ms.
    • Protocolo de Comunicación: Bluetooth Smart (Low Energy)
    • Electrodo: Alambre de plata de 0.003 pulgadas descubierto, 0.0055" pulgadas con aislamiento.
    • Batería: Batería 1632 de 16mm
    • Tiempo de funcionamiento: 12 horas por batería

     

    Referencias

    1. D. S. Halacy, Cyborg: Evolution of the Superman (New York: Harper and Row Publishers, 1965), 7.
    2. Vidal, JJ (1973). "Toward direct brain-computer communication". Annual review of biophysics and bioengineering 2: 157–80.doi:10.1146/annurev.bb.02.060173.001105.PMID 4583653.
    3. NIH Publication No. 11-4798 (1 March 2011). "Cochlear Implants". National Institute on Deafness and Other Communication Disorders.
    4. R. Holzer and I. Shimoyama, “Locomotion Control of a Bio-Robotic System via Electric Stimulation,” IROS’97, 1997
    5. T.E. Moore, S.E. Crary, D.E. Koditschek, and T.A. Conklin, “Directed Locomotion in Cockroaches: ‘Biobots’,” Acta Entomologica Slovenica, vol.6, no.2, 71-78 December 1998
    6. A. Bozkurt, A. Lal, and R. Gilmour, “Aerial and terrestrial locomotion control of life assisted insect biobots,” in 31st Annual International Conference of the IEEE EMBS, September 2009
    7. Tsang W. M., Stone A. L., Aldworth Z. N., Otten D., Akinwande A. I., Daniel T. L., Hildebrand J. G., Levine R., Voldman J. (2010b). “Remote control of a cyborg moth using carbon nanotube-enhanced flexible neuroprosthetic probe,” in Proceedings of IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical System (MEMS 2010), Hong Kong.
    8. Sato H., Peeri Y., Baghoomian E., Berry C. W., Maharbiz M. M. (2009a). “Radio-controlled cyborg beetles: a radio-frequency system for insect neural flight control,” in Proceedings of IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical System (MEMS 2009), Sorrento, 216–219.10.1109/MEMSYS.2009.4805357
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