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Un brazo protésico que actúa como uno real
Una nueva técnica que aprovecha los nervios restantes permite a los amputados controlar intuitivamente su prótesis, lo que les proporciona un nivel de control mucho mejor que las prótesis tradicionales.
Un nuevo tipo de brazo robótico responde a las mismas señales neuronales que lo haría un brazo humano, lo que le da a su portador una mejor destreza.
En un artículo publicado hoy en La lanceta , científicos del Instituto de Rehabilitación de Chicago describieron un procedimiento para trasplantar quirúrgicamente nervios desde el hombro hasta el músculo de la parte superior del pecho de una mujer que había perdido su brazo en un accidente de motocicleta. Los nervios redirigidos luego crecieron hacia el músculo, lo que amplificó los mensajes que alguna vez se enviaron a los músculos del brazo y la mano; esas señales son leídas por sensores en la prótesis y traducidas en movimiento. El paciente también desarrolló un sorprendente grado de percepción sensorial en la parte superior del pecho, que según los científicos será clave en la próxima generación de prótesis.
Es alentador ver que incluso después de una amputación, se puede aprovechar la misma intención de mover la extremidad para controlar una extremidad protésica de la misma manera que antes se controlaba la extremidad, dice Leigh Hochberg , neurólogo del Hospital General de Massachusetts, en Boston, que escribió un comentario que acompaña al artículo.
La mayoría de los brazos artificiales están controlados por los músculos restantes cerca de la extremidad amputada. Pero los dispositivos pueden ser frustrantes y lentos: el usuario debe contraer conscientemente esos músculos para activar un movimiento, y solo se puede realizar un movimiento a la vez. Todd Chick y sus colegas del Instituto de Rehabilitación de Chicago desarrollaron un método nuevo y más intuitivo para controlar las prótesis que capitaliza los nervios restantes, que aún transportan señales neuronales destinadas a la extremidad perdida.
Los científicos trasplantaron a la parte superior del pecho nervios motores y sensoriales que, antes de la amputación, habrían viajado desde el hombro hasta los músculos del brazo y la mano. En los meses posteriores a la cirugía, los nervios trasplantados crecieron hacia el músculo del pecho, lo que finalmente provocó contracciones en el músculo del hombro cuando la paciente pensó en mover la mano o el codo. Luego, los científicos mapearon el patrón preciso de actividad muscular que ocurría cuando el paciente ejecutaba mentalmente movimientos específicos, como agarrar o mover el codo. Liberating Technologies, una compañía de dispositivos protésicos, fabricó una prótesis especializada, que se programó para detectar la actividad muscular generada por los nervios trasplantados y usarla para controlar el movimiento de un codo, muñeca y mano motorizados.
La paciente pudo usar su nuevo brazo en unos pocos días, volviéndose cuatro veces más rápida en las pruebas de movimiento que con su prótesis tradicional. Informó que el nuevo dispositivo era mucho más fácil y más natural de usar y que podía mover la mano, la muñeca y el codo simultáneamente. Este es un enfoque realmente innovador y tiene el potencial de mejorar el control que tienen las personas que usan estas prótesis mioeléctricas, dice Robert Kirsch , director asociado del Centro de Estimulación Eléctrica Funcional del Centro Médico de Asuntos de Veteranos Louis Stokes, en Cleveland.
Quizás uno de los hallazgos más emocionantes fue la habilidad sensorial sorprendentemente refinada que la paciente desarrolló en su pecho. (La paciente descrita en el artículo fue la tercera en someterse al procedimiento de trasplante de nervios, pero fue la primera en recibir un trasplante de nervios sensoriales además de los nervios motores). Cuando le tocaron el área, sintió como si la mano faltante hubiera sido removida. tocada, y eventualmente desarrolló una leve sensación en su dedo medio cuando tocó una parte particular de su pecho.
Los científicos dicen que esta capacidad sensorial es un paso importante para la próxima generación de prótesis. Se pueden colocar sensores o tecnología háptica en los dedos de un brazo robótico y transmitir señales al tórax, lo que permite al paciente sentir la sensación que encuentra la prótesis. Esto proporcionaría la retroalimentación sensorial, que no está presente en las prótesis estándar, que nos permite agarrar una taza de café de espuma de poliestireno sin aplastarla o dejar una taza de sopa si está demasiado caliente. En lugar de ejecutar comandos como un robot, en realidad podría sentirse como una parte del cuerpo, dice Kirsch.
Otros científicos ahora están desarrollando dispositivos implantables similares, lo que potencialmente permite un nivel de control más fino. Kirsch, por ejemplo, está desarrollando un dispositivo que se implantaría en el músculo para detectar directamente la actividad muscular y luego transmitir de forma inalámbrica las señales de actividad a una prótesis, un enfoque que, según él, proporcionará una entrada más estable a la extremidad robótica.
Richard Normann , un neurocientífico de la Universidad de Utah que ha sido pionero en el desarrollo de pequeños conjuntos de electrodos que pueden registrar señales neuronales sofisticadas, está trabajando en un dispositivo que, cuando se implanta en el nervio, podría registrar señales de axones individuales dentro de la fibra nerviosa, proporcionando así un conjunto más matizado de señales de control. Espera tener una versión funcional para probar en algunos de los pacientes de Kuiken en unos dos años. No es descabellado creer que un amputado podría tener un brazo que llegará a creer y usar como un brazo existente, dice Normann. No es la realidad de hoy, por supuesto, pero ya no es una fantasía.