Logran recuperar el comportamiento natural en los pacientes con amputaciones de miembros superiores
Investigadores de Cleveland Clinic, lograron diseñar un brazo biónico único en su tipo para aquellos pacientes con amputaciones de miembros superiores, permitiéndoles pensar, comportarse y funcionar como una persona sin una amputación, según los hallazgos publicados en “Science Robotics”.
Este equipo de investigación internacional, fue dirigido por Cleveland Clinic, y lograron desarrollar un sistema biónico que combina tres funciones importantes: control motor intuitivo, kinestesia táctil y de agarre, la sensación intuitiva de abrir y cerrar la mano. Los participantes de esta colaboración incluyeron a la Universidad de Alberta y la Universidad de New Brunswick en los Estados Unidos.
“Modificamos una prótesis estándar con este complejo sistema biónico que permite a los usuarios mover su brazo protésico de manera más intuitiva y sentir sensaciones de tacto y movimiento al mismo tiempo”, dijo el investigador principal Ph.D. Paul Marasco, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Biomédica del Instituto de Investigación “Cleveland Clinic Lerner Research Institute”. “Estos hallazgos son un paso importante para brindarles a las personas con amputación la restauración completa de la función natural del brazo”.
Este es el primer sistema en probar las tres funciones sensoriales y motoras en una interfaz neuronal-máquina a la vez en un brazo protésico. En cuanto a la interfaz neuronal-máquina, esta se conecta con los nervios de las extremidades del usuario. Los pacientes logran enviar impulsos nerviosos desde su cerebro a la prótesis cada vez que quieren usarla o moverla, además logran recibir información física del entorno y transmitirla a su cerebro a través de sus nervios.
“Quizás lo que más nos emocionó saber fue que hicieron juicios, decisiones y calcularon y corrigieron sus errores como una persona sin amputación”, dijo el Dr. Marasco, quien dirige el Laboratorio de Integración Biónica. “Con la nueva extremidad biónica, las personas se comportaron como si tuvieran una mano natural. Normalmente, estos comportamientos cerebrales son muy diferentes entre personas con y sin prótesis de miembros superiores “. El Dr. Marasco también tiene una cita en el Centro de Epilepsia Charles Shor de Cleveland Clinic y en el “Cleveland VA Medical Center’s Advanced Platform Technology Center”.
Las pruebas de su nueva extremidad biónica se realizaron en dos participantes del estudio con amputaciones de extremidades superiores los cuales previamente se habían sometido a procedimientos de reinervación sensorial y motora que establecen una interfaz neural-máquina al redirigir los nervios amputados a la piel y los músculos restantes.
En la reinervación sensorial dirigida, al tocar la piel utilizando pequeños robots se activan receptores sensoriales que permiten a los pacientes percibir la sensación del tacto. Logrando que cuando los pacientes simplemente piensan en mover sus extremidades, los músculos reinervados se comunican con una prótesis computarizada para moverse de la manera pensada. Por otra parte, pequeños y poderosos robots hacen vibrar receptores sensoriales kinestésicos en esos mismos músculos, ayudando a los usuarios de dichas prótesis a sentir que su mano y brazo se mueven.
Los participantes en este estudio realizaron tareas que reflejaban los comportamientos cotidianos básicos que requieren de la funcionalidad de las manos y los brazos. Los investigadores evaluaron el rendimiento obtenido con la extremidad biónica comparándolo con el de las personas sin discapacidad y las personas con amputaciones que tienen dispositivos protésicos de modelos tradicionales. También compararon cómo les fue a las personas con la prótesis avanzada cuando las tres modalidades sensoriales y motoras se habilitaron juntas versus individualmente.
Según el Dr. Marasco, las personas con prótesis tradicionales no pueden sentir con sus extremidades, generando un comportamiento diferente al de personas sin una amputación cuando realizan tareas de la vida diaria.
El nuevo brazo artificial y sus herramientas de evaluación avanzadas, permitieron a los investigadores ver como el cerebro y las estrategias de comportamiento de los participantes del estudio lograron cambiar hasta igualar con los de una persona sin amputación. No necesitan mirar su prótesis, logran encontrar las cosas sin mirar y pueden corregir sus errores de manera mucho más efectiva.
“Durante la última década o dos, los avances en prótesis han ayudado a los usuarios a lograr una mejor funcionalidad y manejar la vida diaria por sí mismos”, dijo el Dr. Marasco. “Por primera vez, las personas con amputaciones de miembros superiores ahora pueden volver a ‘pensar’ como una persona sin discapacidad, lo que ofrece a los usuarios de prótesis nuevos niveles de reintegración sin problemas en la vida diaria”.
