Nuevas prótesis restauran el movimiento natural a través de la conexión nerviosa
En el mundo de la prótesisUn avance innovador está cambiando las reglas del juego para las personas con amputaciones de miembros inferiores.
Investigadores del MIT, en colaboración con el Hospital Brigham and Women’s, han desarrollado un sistema neuroprotésico que permite a los usuarios controlar sus piernas protésicas utilizando sus propios sistemas nerviosos.
Este enfoque innovador podría acercarnos a un futuro de miembros artificiales totalmente integrados y controlados naturalmente.
Una persona que lleva el sistema neuroprotésico (Hugh Herr y canción de Hyungeun)
El AMI: un cambio radical en la cirugía
En el corazón de este avance se encuentra un procedimiento quirúrgico Se la conoce como interfaz mioneural agonista-antagonista o AMI. A diferencia de los métodos de amputación tradicionales, la AMI reconecta los músculos del miembro residual, preservando la dinámica natural de empuje-tracción de los pares musculares. Este cambio aparentemente simple tiene profundas implicaciones para el control y la función protésica.
Ilustración de cómo funciona el sistema neuroprotésico (Laboratorio de Medios del MIT)
El Dr. Hugh Herr, profesor del MIT y autor principal del estudio«Este es el primer estudio protésico de la historia que muestra una prótesis de pierna bajo una modulación neuronal completa, donde surge una marcha biomimética. Nadie ha sido capaz de mostrar este nivel de control cerebral que produce una marcha natural, donde el sistema nervioso humano controla el movimiento, no un algoritmo de control robótico», explicó.
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El Dr. Hugh Herr en la foto con el sistema neuroprotésico (Jimmy Day, Laboratorio de Medios del MIT)
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El poder de la propiocepción
La principal ventaja del sistema AMI es su capacidad de proporcionar a los usuarios retroalimentación propioceptiva, la sensación de dónde se encuentra su extremidad en el espacio. Esta información sensorial, que a menudo dan por sentada quienes tienen extremidades intactas, es crucial para el movimiento y el control naturales. Con el sistema AMI, los pacientes recuperan una parte de esta retroalimentación vital, lo que les permite caminar con más naturalidad y confianza.
En el estudio, se comparó a siete pacientes con amputaciones tradicionales con cirugía de IAM. Los resultados fueron sorprendentes. Los pacientes con IAM caminaron más rápido, sortearon obstáculos con mayor facilidad y subieron escaleras con mayor agilidad. También demostraron movimientos más naturales, como apuntar los dedos de los pies hacia arriba al pasar por encima de obstáculos, un aspecto sutil pero importante de la marcha natural.
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Una persona que lleva el sistema neuroprotésico (Hugh Herr y canción de Hyungeun)
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Adaptación a los desafíos del mundo real
Uno de los aspectos más impresionantes del sistema AMI es su versatilidad. Los pacientes pudieron adaptar su forma de andar a diversas condiciones del mundo real, como caminar en pendientes y subir escaleras. Esta adaptabilidad es crucial para la vida cotidiana, donde el terreno y los desafíos pueden cambiar rápidamente.
La capacidad de respuesta del sistema se puso a prueba en un ensayo de cruce de obstáculos. Los pacientes con IAM pudieron modificar su forma de andar para superar obstáculos con mayor eficacia que aquellos con prótesis tradicionales. Esta capacidad de adaptarse rápidamente a desafíos inesperados es un sello distintivo de la función natural de las extremidades y representa un avance significativo en la tecnología protésica.
Una persona que lleva el sistema neuroprotésico (Hugh Herr y canción de Hyungeun)
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La ciencia de la retroalimentación sensorial
El éxito de El sistema AMI Depende de su capacidad para aumentar las aferencias musculares residuales, que son las señales sensoriales que se envían desde los músculos al sistema nervioso. Sorprendentemente, incluso un aumento modesto de estas señales permite una mejora significativa del control y la función. Este hallazgo pone de relieve la increíble adaptabilidad del sistema nervioso humano y su capacidad para integrar y utilizar incluso información sensorial parcial.
El Dr. Hyungeun Song, autor principal del estudio, señala: «Uno de los principales hallazgos aquí es que un pequeño aumento en la retroalimentación neuronal de la extremidad amputada puede restaurar una significativa capacidad de control neuronal biónica, hasta un punto en el que permite a las personas controlar neuronalmente de manera directa la velocidad de la marcha, adaptarse a diferentes terrenos y evitar obstáculos».
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Una persona que lleva el sistema neuroprotésico (Hugh Herr y canción de Hyungeun)
Mirando hacia el futuro
Si bien esta investigación representa un avance significativo, es solo el comienzo. El equipo del MIT está explorando formas de mejorar aún más la retroalimentación sensorial y la integración entre el sistema nervioso humano y los dispositivos protésicos. El procedimiento AMI ya se ha realizado en unos 60 pacientes en todo el mundo, incluidos aquellos con amputaciones de brazos, lo que sugiere una amplia aplicabilidad en diferentes tipos de pérdida de extremidades.
A medida que esta tecnología siga evolucionando, podremos ver un control aún más natural e intuitivo de las prótesis. El objetivo final es crear prótesis que se sientan y funcionen como una parte natural del cuerpo del usuario, difuminando la línea entre lo humano y lo mecánico.
Una persona que lleva el sistema neuroprotésico (Hugh Herr y canción de Hyungeun)
Las conclusiones clave de Kurt
El desarrollo de prótesis controladas por el sistema nervioso marca el comienzo de una nueva era en la biónica. Ofrece esperanzas de mejorar la movilidad, la independencia y la calidad de vida de millones de personas que viven con la pérdida de extremidades. Además, proporciona información valiosa sobre la plasticidad del sistema nervioso humano y nuestra capacidad para integrarnos con la tecnología avanzada.
A medida que continuamos ampliando los límites de lo que es posible en la fusión de la biología y la tecnología, abrimos nuevas fronteras en la mejora y la rehabilitación humana. Las implicaciones se extienden mucho más allá de las prótesis y pueden influir en campos como la neurología, la robótica e incluso nuestra comprensión de la conciencia y la corporeidad humanas.
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