Una increíble pierna biónica controlada por el pensamiento humano permite a los amputados subir escaleras con más facilidad
Los científicos han desarrollado una pierna protésica controlada por el cerebro humano que podría facilitar a los amputados subir y bajar escaleras.
El nuevo e innovador dispositivo permite a los pacientes controlar directamente su prótesis utilizando sus pensamientos.
El dispositivo registra señales de músculos preservados quirúrgicamente que son monitoreadas cuidadosamente y convertidas en controles para un tobillo robótico.
En un ensayo con 14 amputados, los investigadores del MIT descubrieron que la pierna creaba un movimiento más natural, mejoraba la estabilidad en terrenos irregulares y aumentaba la velocidad en un 41%.
Y los investigadores ahora esperan que una versión comercial de la pierna no esté disponible en tan sólo cinco años.
El autor del estudio, el profesor Hugh Herr, afirma: ‘Este es el primer estudio protésico en la historia que muestra una prótesis de pierna bajo modulación neuronal completa, donde surge una marcha biomimética.
En su estudio, publicado en Nature Medicine, los investigadores afirman que su novedosa técnica permite a los pacientes recibir retroalimentación «propioceptiva» de la extremidad.
Durante los ensayos, los investigadores descubrieron que esto permitía a los pacientes caminar casi tan rápido como alguien sin amputación y desarrollar movimientos naturales como levantar el dedo del pie al subir escaleras.
Este mayor nivel de control es posible gracias a la nueva técnica de amputación quirúrgica probada por los investigadores.
En las nuevas aplicaciones tradicionales, los músculos que normalmente controlan el pie se envuelven alrededor de la extremidad cortada para crear un acolchado suave.
Sin embargo, este proceso corta la conexión normal entre pares «antagónicos» de músculos que empujan y tiran en la pierna.
Investigadores del MIT han desarrollado un nuevo tipo de pierna biónica que permite a los pacientes controlar la extremidad directamente con sus pensamientos.
En cambio, el dispositivo requiere que los pacientes se sometan a una nueva forma de cirugía de amputación por debajo de la rodilla, llamada interfaz mioneural agonista-antagonista (AMI).
Los extremos de los músculos están conectados entre sí para que aún puedan comunicarse entre sí dentro del miembro residual.
Durante una investigación anterior, el profesor Herr y sus colegas descubrieron que las señales de estos músculos residuales podrían utilizarse para replicar los movimientos naturales del pie.
Al registrar las señales, el tobillo robótico sabe hasta dónde y con qué fuerza debe doblar y flexionar el pie para que el paciente pueda controlar la extremidad de forma natural.
Este proceso se puede realizar durante la amputación inicial de la pierna o en un procedimiento de revisión posterior; también se puede realizar en los brazos.
Hasta ahora, sólo 60 personas se han sometido a este procedimiento, pero los investigadores esperan que pueda abrir el camino a más miembros biónicos naturales.
La pierna funciona registrando señales en músculos preservados quirúrgicamente que se convierten en instrucciones para el tobillo electrónico.
El autor principal, Hyungeun Song, investigador postdoctoral en el MIT, dice: ‘Gracias a la interfaz neuroprotésica AMI, pudimos potenciar esa señalización neuronal, preservando tanto como pudimos.
‘Esto fue capaz de restaurar la capacidad neuronal de una persona para controlar de forma continua y directa toda la marcha, a través de diferentes velocidades de caminata, escaleras, pendientes e incluso superando obstáculos’.
De manera crítica, el estudio también encontró que los pacientes eran más propensos a decir que sentían que su nueva prótesis era parte de su cuerpo.
Las mejores prótesis pueden ayudar a los amputados a recuperar su forma de caminar natural a través de sensores robóticos y algoritmos de marcha predeterminados.
Sin embargo, estas prótesis aún no permiten al paciente controlar su nueva extremidad robótica como si fuera parte de su cuerpo original.
El autor del estudio, el profesor Hugh Herr (en la foto), dice que esta técnica permite a los pacientes sentir que la extremidad es parte de su propio cuerpo.
El profesor Hare (en la foto) espera lograr el objetivo de «reconstruir cuerpos humanos», en lugar de permitir que los pacientes controlen robóticas cada vez más avanzadas.
El profesor Herr afirma: ‘Nadie ha podido demostrar este nivel de control cerebral que produce una marcha natural, donde el sistema nervioso humano controla el movimiento, no un algoritmo de control robótico.
El profesor Hare, que es doblemente amputado, dice que el problema con las prótesis robóticas es que el paciente no siente que la nueva extremidad es parte de su cuerpo.
Aunque los pacientes recibieron sólo el 20 por ciento de la retroalimentación sensorial que sentiría una persona no amputada, aun así desarrollaron hábitos naturales de caminar como si fuera una extremidad biológica.
Al permitir que los pacientes controlen directamente sus extremidades, el profesor Hare espera lograr su objetivo de «reconstruir cuerpos humanos».
Él dice: «El enfoque que estamos adoptando es tratar de conectar de manera integral el cerebro humano con la electromecánica».