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Los pacientes prueban un brazo protésico avanzado
Al reorganizar quirúrgicamente los nervios que normalmente se conectan a la extremidad perdida, los médicos han desarrollado una forma intuitiva para que los pacientes amputados controlen un brazo robótico.
Un paciente prueba un prototipo de prótesis que está desarrollando DARPA. Crédito: Investigación y desarrollo DEKA y The Rehabilitation Institute of Chicago
Todd Kuiken y sus colegas del Instituto de Rehabilitación de Chicago informaron por primera vez sobre la técnica en un solo paciente en 2007, y ahora la han probado en varios otros pacientes. Todos los pacientes pudieron controlar con éxito la prótesis avanzada, que cuenta con hombros, codos, muñecas y manos motorizados. Podían mover el brazo en el espacio, imitar los movimientos de las manos y recoger una variedad de objetos, incluido un vaso de agua, una galleta delicada y un tablero de ajedrez rodando sobre una mesa. (En el video a continuación se muestran tres pacientes usando el brazo). Los hallazgos se informan hoy en Revista de la Asociación Médica Estadounidense .
Las prótesis de brazo motorizadas más comúnmente utilizadas en la actualidad cooptan los movimientos de hombro existentes para controlar la mano, el codo o la muñeca en la extremidad. Estos dispositivos pueden ser frustrantes y lentos: el usuario debe contraer conscientemente esos músculos para desencadenar un movimiento, y solo se puede realizar un movimiento a la vez.
Kuiken ha desarrollado un tipo de interfaz completamente nuevo. Mediante un procedimiento quirúrgico llamado reinervación muscular dirigida, los cirujanos transfieren los nervios que anteriormente llevaban señales al miembro amputado a los músculos del pecho y la parte superior del brazo. Los nervios desviados luego crecen hacia los músculos, que se contraen cuando el paciente piensa en mover la extremidad perdida. Esas señales son leídas por sensores en la prótesis y traducidas en movimiento.
Tres pacientes que se sometieron a la cirugía probaron un brazo prototipo que está desarrollando el Programa de Prótesis Revolucionaria de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) (ver video a continuación). Podían controlar de manera confiable el dispositivo en solo dos semanas.
La velocidad y la precisión de los movimientos representan mejoras sustanciales con respecto a los sistemas mioeléctricos anteriores, escribe Gerald Loeb , médico y científico del departamento de ingeniería biomédica y neurología de la Universidad del Sur de California, en un editorial adjunto. Aún más importante, sin embargo, es la facilidad con la que los pacientes aprendieron a realizar tareas que requieren un movimiento coordinado en más de una articulación.
Kuiken y sus colegas están trabajando para agregar retroalimentación sensorial al sistema trasplantando nervios que alguna vez transportaron señales sensoriales del brazo amputado al cerebro. Este tipo de retroalimentación es especialmente importante para determinar, por ejemplo, cuánta fuerza usar para agarrar un vaso sin romperlo. Los investigadores ya han demostrado que los pacientes a los que se les ha trasplantado este nervio pueden sentir sensaciones en el pecho por la mano perdida. Eventualmente, su objetivo es agregar sensores a los dedos protésicos, lo que podría traducir la información táctil a los nervios trasplantados, haciendo que el paciente se sienta como si tuviera una mano real.