6 feb. 2014

La primera mano biónica que siente en tiempo real.


El danés Dennis Sorensen pasará a la historia por ser la primera persona con una mano amputada que ha podido volver a tener sentido del tacto. Dennis, gracias a una mano protésica con un cable conectado a los nervios de su brazo, ha vuelto a tener información sensorial en tiempo real. Así, ha podido asir objetos intuitivamente e identificar lo que estaba tocando mientras tenía los ojos vendados como, por ejemplo, una mandarina o una pelota de béisbol.








Diez años después de haber perdido su mano izquierda se ha convertido en el primer amputado del mundo capaz de tener información sensorial en su mano. El mérito es del trabajo de un equipo de investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Laussana-EPFL, en Suiza y del Centro de Microrrobótica-SSSA, en Italia, que han desarrollado un complejo y revolucionario sistema de retroalimentación sensorial que permite conectar la mano biónica al sistema nervioso del brazo de Dennis. El experimento del prototipo de esta tecnología biónica se probó en febrero de 2013 durante un ensayo clínico en el Hospital Gemelli, en Roma, bajo la supervisión de Paolo Maria Rossini, y sus resultados acaban de ser publicados en «Science Translational Medicine».

El estudio, llamado Lifehand 2, demuestra que las manos protésicas equipadas con sensores artificiales podrían transformarse en prótesis más útiles y más reales al tener capacidad sensorial. Los resultados también sugieren que, utilizando este revolucionario sistema de retroalimentación sensorial, podrían generarse prótesis de mano capaces de sentir otras sensaciones, como la textura o temperatura.

La prueba de que el experimento funciona son las declaraciones del propio Dennis. «La retroalimentación sensorial fue increíble; podía sentir cosas que no había sido capaz de sentir desde hace más de nueve años». En un entorno de laboratorio, con los ojos vendados y tapones en los oídos, Dennis fue capaz de modular la intensidad con la que estaba agarrando los objetos, pero también discernir la forma y la consistencia de los objetos que asía con la mano biónica: «podía sentir si era blando o duro, redondo o cuadrado».

El equipo de Silvestro Micera, del EPFL, trabajó sobre una mano artificial para perfeccionar los sensores encargados de trasmitir la información del taco. Para ello midieron la tensión en los tendones artificiales que controlan el movimiento del dedo y transformaron dichos valores en impulsos eléctricos. Sin embargo, se dieron cuenta de que dicha señal eléctrica era demasiado amplia para ser entendida por el sistema nervioso. Así que modificaron algoritmos informáticos para transformar la señal eléctrica en un impulso que los nervios sensoriales pudieran interpretar. De esta forma, con el uso de cables en cuatro electrodos implantados quirúrgicamente en los nervios del brazo del paciente, «refinaron» el sentido del tacto. Y el resultado fue que la mano biónica podía sentir.

«Es la primera vez que se ha logrado restaurar la retroalimentación sensorial en una neuroprótesis utilizada por una persona amputada en tiempo real para controlar una prótesis», reconoce Micera. El principal obstáculo era el hecho de la pérdida de sensibilidad en las terminaciones nerviosas del brazo de Dennis, «ya que no habían sido utilizados durante más de nueve años», añade Stanisa Raspopovic, autor del trabajo.

En enero de 2013, un grupo especializado de cirujanos y neurólogos , dirigido por Rossini, implantaron electrodos transneurales en los nervios mediano y ulnar o cubital en el brazo izquierdo de Dennis. Después de 19 días de pruebas preliminares, los investigadores conectaron la prótesis a los electrodos todos los días durante una semana. Los electrodos ultraprecisos y ultrafinos , desarrollados por el grupo de investigación de Thomas Stieglit, en la Universidad de Friburgo, en Alemania, permitieron retransmitir señales eléctricas muy débiles directamente en el sistema nervioso. Además, los electrodos seguían funcionando incluso después de la formación de tejido de cicatrización después de la cirugía.

La relevancia de este ensayo clínico es que supone el primer paso hacia una mano biónica aunque, tal y como reconocen los investigadores, aun se está muy lejos de una prótesis sensorial esté disponible en el comercio. El siguiente consiste en la miniaturización de los componentes electrónicos de retroalimentación sensorial para una prótesis portátil. Además, los científicos trabajan para poner a punto la tecnología sensorial con el fin de obtener una mejor resolución táctil y una mayor conciencia sobre el movimiento angular de los dedos. Los electrodos se tuvieron que retirar del brazo de Dennis al cabo de un mes debido a las restricciones de seguridad impuestas en los ensayos clínicos, aunque los autores son optimistas y creen que podrían permanecer implantados y funcionales y sin causar daños en el sistema nervioso durante muchos años.

Dennis perdió su mano izquierda cuando manipulaba fuegos artificiales durante unas vacaciones. Fue llevado al hospital donde le amputaron la mano inmediatamente; desde entonces, ha estado usando una prótesis comercial que detecta el movimiento muscular en el muñón, lo que le permite abrir y cerrar la mano y aferrarse a los objetos. «Funciona como un freno en una moto: cuando se aprieta el freno, la mano se cierra, y cuando se relaja, se abre». Sin la información sensorial que le daba la prótesis experimental Dennis no puede sentir lo que esta agarrando y debe estar pendiente para evitar aplastar objeto.


Referencia Bibliográfica:

S. Raspopovic et al., "Restoring Natural Sensory Feedback in Real-Time Bidirectional Hand Prostheses". Sci. Transl. Med". 6, 222ra19 (2014). DOI: 10.1126/scitranslmed.3006820 



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