e-dermis, la piel electrónica que confiere sentido del tacto a una prótesis de mano


Mediante un sistema llamado interfaz neuromórfica, investigadores de la Universidad Johns Hopkins lograron que una persona con una prótesis de mano experimentara sensaciones táctiles, desde las más inocuas, como la forma de un objeto, hasta estímulos dolorosos.

e-dermis prótesis

Crédito de imagen: Larry Canner/JHU

Sentir la forma redondeada de una pelota o el dolor que produce tocar un objeto con una punta afilada son sensaciones que no apreciamos hasta que las perdemos, como ocurre en el caso de las personas con amputaciones de manos y brazos.

Sentir a través de la prótesis es uno de los objetivos más perseguidos en la actualidad por aquellos científicos que buscan la total integración del hombre con su prótesis.

Y los pasos se van sucediendo aceleradamente, al menos a nivel investigativo.

Recientemente la revista Science Robotics se hizo eco de una investigación, en la que científicos de la Universidad Johns Hopkins lograron que un hombre de 29 años volviera a experimentar esas sensaciones táctiles.

Se logró creando un sistema «inspirado en lo que sucede en la biología humana, con receptores para el tacto y el dolor», según explicó Luke Osborn, uno de los creadores de lo que han dado en llamar e-dermis, una dermis electrónica.

Los receptores se colocaron en forma de capas a diferentes niveles, tal como sucede en la piel humana, y se conectaron a los nervios periféricos de la extremidad, de forma tal que se enviaron a través de estos señales eléctricas que el cerebro del voluntario pudo interpretar como sensaciones táctiles.

¿Algo que te puede dejar con la boca abierta? Ver la imagen en que la mano robótica se abre debido a un reflejo de dolor. Ciencia que sentimos de ficción y que realmente se cocina en laboratorios de todo el mundo.

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Antes de crear, hay que conocer

Antes de poder aplicar la estimulación eléctrica a los nervios periféricos del miembro amputado, los investigadores tenían que conocer exactamente la frecuencia de la estimulación que permitiría que el cerebro la interpretara como información táctil.

Y ahora viene una parte muy impresionante de esta investigación: para obtener esos datos usaron a su favor el conocido fenómeno del “miembro fantasma”.

Dedicaron varias sesiones a explorar con el voluntario cuándo la estimulación nerviosa eléctrica transcutánea (ENET) lograba que su miembro fantasma discriminara sensaciones como la forma del objeto, incluso el dolor.

En este punto se auxiliaron del electroencefalograma, una prueba que registra la actividad eléctrica del cerebro y que reflejó actividad en las regiones cerebrales implicadas en la percepción de estímulos táctiles.

Tenían el código descifrado, ahora había que enviar un mensaje y lograr engañar a “un amigo complicado”.

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e-dermis, la sensación todavía no encontrada de la prótesis

El nuevo sistema, que se inscribe dentro de las llamadas interfaces neuromórficas, logró que el voluntario reconociera la forma de dos objetos y sintiera dolor con el que tenía la punta más afilada.

Para Osborn:

Esto es interesante y nuevo porque ahora podemos tener una mano protésica que ya está en el mercado y ajustarla con una e-dermis que puede decirle al usuario si está recogiendo algo que es redondo o si tiene puntos agudos.

Eso sí, e-dermis aún no es sensible a la temperatura, pero los investigadores pretenden seguir desarrollando el sistema.

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El puzle de la integración hombre-prótesis

e-dermis se une a varios adelantos que en los últimos años han dado impulso al intento de humanizar las prótesis.

Se ha avanzado mucho en el control “automático” de los movimientos mediante las llamadas interfaces neuronales, pero el factor sensorial se resiste.

Recientemente informamos de un proyecto en el que se logró que seis personas con prótesis de brazos experimentaran la sensación de movimiento y la regulación de este en relación al espacio, lo que se denomina sentido cinestésico.

Son avances que por sí solos asombran, pero para poder ser verdaderamente funcionales deben de terminar de fusionarse en una propuesta funcional que realmente seduzca a los usuarios de prótesis.

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Fuentes y referencias

Johns Hopkins University (2018):  New ‘E-Dermis’ Brings Sense of Touch, Pain to Prosthetic Hands. En http://releases.jhu.edu/2018/06/20/e-dermis/

Luke E. Osborn, Andrei Dragomir, Joseph L. Betthauser, Christopher L. Hunt, Harrison H. Nguyen, Rahul R. Kaliki, Nitish V. Thakor (2018): Prosthesis with neuromorphic multilayered e-dermis perceives touch and pain. Science Robotics. En http://robotics.sciencemag.org/content/3/19/eaat3818

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