Un equipo internacional de investigadores desarrolló un dispositivo que busca ‘naturalizar’ la interacción entre personas con amputaciones y sus prótesis, promoviendo un flujo de información bidireccional entre el sistema nervioso del usuario y el dispositivo robótico.
El proyecto fue realizado por investigadores del Imperial College de Londres, la Universidad de Medicina de Viena y la Universidad de Zaragoza, y los resultados de varios años de trabajo han sido publicados en la revista Science Robotics.
Los científicos han descubierto cómo controlar la contribución de los reflejos espinales en el control neuronal de una prótesis de mano. Utilizando la estimulación nerviosa mediante vibración localizada de los tendones asociados con la tarea motora deseada, han logrado modular la excitabilidad de circuitos neuronales espinales específicos. Estos circuitos contribuyen a integrar la información sobre el estado de la prótesis (una mano biónica) para su control.
A pesar de que estos circuitos espinales son cruciales en la regulación sensorial y se mantienen intactos en pacientes con amputaciones, hasta ahora no se habían aprovechado para desarrollar nuevas interfaces neuronales para el control de prótesis.
El estudio muestra resultados prometedores, demostrando que al aplicar la vibración en los tendones de manera coherente con la activación de los músculos, se mejora significativamente el control de la prótesis. Las personas muestran mejoras funcionales en acciones específicas, como el agarre fino. Un video incluido en la publicación científica ilustra cómo una persona con una prótesis de mano puede ‘pinzar’ dados numerados de una caja y transportarlos a otro cajón similar, manteniendo el mismo orden.
Amputados deben sentirse ‘dueños’ de sus prótesis
Entre los autores del estudio se encuentra el ingeniero de Telecomunicaciones Jaime Ibáñez, del Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A) de la Universidad de Zaragoza. Ibáñez subraya la importancia de que la interacción entre una persona amputada y su prótesis sea ‘lo más natural posible’ y que la información fluya en ambos sentidos (de la persona a la prótesis y viceversa).
‘Quiero cerrar la mano y el dispositivo cierra la mano; pero también me gustaría que esa prótesis sienta cosas y nos las transmita de manera que mi sistema nervioso incorpore y utilice esa información’, explicó Ibáñez. Destacó que la principal novedad de este desarrollo tecnológico es su capacidad para favorecer una interacción natural con dispositivos robóticos, que ya son ‘tremendamente complejos’ y poseen una gran capacidad de acción, logrando una verdadera integración sensorial y motora.
A pesar de los avances en tecnología y robótica para ayudar a las personas amputadas, el principal desafío actual es lograr una integración lo más transparente posible entre estos dispositivos y el sistema nervioso de los usuarios (la interfaz neuronal). En la actualidad, la principal manera de que los usuarios ‘sientan’ a través de la prótesis es mediante la interpretación de determinados estímulos sensoriales, un proceso que dista mucho del control automático y avanzado de las extremidades naturales, facilitado por la red de circuitos en la médula espinal.
‘En nuestro estudio utilizamos las conexiones ya existentes en la médula espinal para transmitir información a la prótesis, logrando también que la prótesis nos devuelva información’, precisó Ibáñez. Mejorar esta interacción y ‘naturalizar’ al máximo estas conexiones podría ser determinante para que los usuarios se sientan ‘dueños’ de su mano robótica.
Ibáñez detalló que han probado el dispositivo en pacientes, obteniendo resultados ‘muy prometedores’. Las personas han demostrado ser capaces de interactuar con sus prótesis de manera más eficiente, consumiendo menos energía y reduciendo errores en el control. Además, han validado el funcionamiento del dispositivo con prótesis ya existentes y comercializadas.
A su juicio, aún queda mucho camino por recorrer, pero está convencido de que la tecnología, cuando alcance un mayor grado de madurez y supere todas las fases de ensayo, podría replicarse en otras extremidades y prótesis.
