Prótesis de brazo basadas en interfaces neuronales “sienten” el movimiento


Científicos logran que seis pacientes con prótesis de brazo basadas en interfaces neuronales, creadas mediante reinervación muscular selectiva, tengan percepción de su propio movimiento.

prótesis de brazo basadas en interfaces neuronales

Crédito de imagen: Cleveland Clinic

En este momento acabo de tomar, sin mirar, la botella de agua que tengo a mi costado. No he tenido que observarla directamente para que mi mano la atrapara sin un mínimo de vacilación.

En un acto tan cotidiano para la mayoría de las personas hay todo un sistema neuromuscular implicado, que permite que percibamos nuestra posición con relación al espacio y el movimiento del cuerpo, lo que se llama sentido cinestésico.

Sin embargo, cuando a una persona le falta una extremidad, digamos un brazo, y le es adaptada una prótesis, ese sentido queda limitado al feedback que le transmite el arnés de la prótesis, si son mecánicas, porque los modelos más avanzados son cada vez más minimalistas.

Ya si hablamos de avances hay que hacer referencia a las prótesis basadas en interfaces neuronales, que permiten a la persona mover el brazo de forma semejante a como se hace con una extremidad no amputada, es decir, al pensar en una acción la mano la ejecuta.

Pero con estos modelos la sensación cinestésica no se logra, sino que la persona debe suplirla a través de la vista, de ahí la importancia de una nueva investigación dirigida por científicos de la prestigiosa Cleveland Clinic, que lograron que seis personas con prótesis de la mano pudieran experimentar la percepción del movimiento propio.

Los resultados de la investigación, que se publicaron recientemente en la revista Science Translational Medicine, nos acercan un poco más al objetivo de lograr una integración total entre el hombre y su prótesis.

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Reinervación muscular selectiva para crear una conexión de la prótesis con el sistema nervioso

Los investigadores se auxiliaron de la misma conexión que ya había creada entre el sistema nervioso y la prótesis, algo que se logra mediante un procedimiento conocido como reinervación muscular selectiva.

¿Qué es la reinervación muscular selectiva? Pues es un procedimiento quirúrgico mediante el cual los nervios del muñón que aún son funcionales se transfieren a otros músculos, por ejemplo; los del pecho o el tórax, que amplifican la señal nerviosa.

Unos sensores captan las señales y la trasmiten a un procesador, que la convierte en una orden para la prótesis (sí, todo es tan complejo como suena).

Hay que tener en cuenta que la reinervación muscular selectiva se realiza en personas con amputaciones de los brazos muy extensas, en las cuales los nervios residuales no son suficientes para implementar otras soluciones.

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¿Y cómo generaron el sentido cinestésico?

prótesis de brazo basadas en interfaces neuronales

Crédito de imagen: Cleveland Clinic

Los investigadores usaron pequeños dispositivos que hicieron vibrar el músculo al que estaban conectados los nervios residuales del brazo y en apenas minutos, según reportan en la reciente publicación, tres de los participantes registraron el nuevo estímulo, experimentando en la extremidad la sensación de movimientos complejos.

De manera general en todos los participantes se produjeron mejorías en el control del movimiento. En opinión de James W. Gnadt, directivo del National Institute of Neurological Disorders and Stroke de EE.UU, organización que parcialmente financió la investigación:

“Décadas de investigación han demostrado que los músculos necesitan sentir el movimiento para funcionar correctamente. Este sistema básicamente piratea los circuitos neuronales detrás de ese sistema . Este enfoque lleva el campo de la medicina protésica a un nuevo nivel que esperamos mejore las vidas de muchos”.

Los investigadores de Cleveland Clinic ya están trabajando en aplicar la misma tecnología en prótesis de las piernas y en otras condiciones médicas donde el sentido cinestésico pueda estar afectado.

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Fuentes y referencias

Cleveland Clinic (2018): Cleveland Clinic Researchers Uncover New Way to Restore Movement Sensation in Patients with Upper Limb Amputations. En https://newsroom.clevelandclinic.org/2018/03/14/cleveland-clinic-researchers-uncover-new-way-to-restore-movement-sensation-in-patients-with-upper-limb-amputations/

Marasco et al (2018): Illusory movement perception improves motor control for prosthetic hands. Science Translational Medicine http://stm.sciencemag.org/content/10/432/eaao6990.full

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