Logran unir al sistema nervioso una pierna biónica
Una nueva interfaz neuroprotésica acerca a las personas amputadas a emular las prestaciones del miembro perdido
La prótesis con la interfaz neuroprotésica. HUGH HERR / HYUNGEUN SONG / INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MASSACHUSETTS
Un objetivo de la investigación para personas amputadas es que las prótesis puedan emular las prestaciones del miembro perdido. Una nueva interfaz neuroprotésica se acerca a ello con una pierna biónica que responde plenamente al sistema nervioso, lo que acelera la capacidad de marcha y un caminar más natural.
El nuevo sistema aumentó en un 41 % la velocidad de marcha de siete personas amputadas por debajo de la rodilla, en comparación con otras tantas que no lo llevaban, y mejoró su rendimiento en entornos reales como escaleras, pendientes y caminos con obstáculos.
La propiocepción es un sexto sentido que nos informa de la posición en el espacio de las partes de nuestro cuerpo. La nueva interfaz permite transmitir información de control neuronal a la prótesis y devuelve al usuario la sensación propioceptiva de esta, por lo que no se siente como algo ajeno y mejora la forma de regular el movimiento. Así lo explicó en una rueda de prensa virtual el investigador Hugh Herr del Instituto Tecnológico de Massachusetts (EE.UU) y autor principal del estudio donde detalla el procedimiento que publica hoy Nature Medicine.
Herr destacó que ningún estudio anterior ha podido demostrar «este nivel de control cerebral» sobre una prótesis lo que produce una marcha natural y a un ritmo similar al de una persona no amputada.
Para crear el movimiento de una extremidad en toda su amplitud, los músculos actúan en pares agonistas-antagonistas y transmiten señales propioceptivas al sistema nervioso central, lo que proporciona a la persona la conciencia de la posición y el movimiento.
La amputación quirúrgica de una extremidad provoca un deterioro considerable de la arquitectura neural-muscular en el lugar de la amputación, que altera la dinámica muscular y la propiocepción.
El equipo creó una interfaz que conectó quirúrgicamente pares musculares agonista-antagonista, cada uno con diversos electrodos de detección muscular y un pequeño ordenador que decodifica las señales. Herr explicó que cuando el paciente piensa en mover su extremidad biónica siente que los músculos se mueven naturalmente como lo hacían cuando tenía la pierna intacta.
«Aunque su extremidad esté hecha de titanio, silicona y todos esos componentes electromecánicos, esta se siente natural y se mueve de forma natural sin ni siquiera pensar en ello».
Todo el ciclo de la marcha y la dinámica de la prótesis biónica está controlada por el cerebro, que recibe información de los sensores no solo sobre la posición en el espacio, sino también la fuerza ejercida contra el suelo o la rigidez en función de la velocidad.
De hecho, cuando la persona mueve la prótesis «siente ese movimiento con una sensación de propiocepción natural», destacó el investigador. El estudio se centró en las aferencias musculares propioceptivas, que surgen de receptores que hay en los músculos y articulaciones de todo el cuerpo, las cuales envían información al sistema nervioso central. El también investigador del MIT y firmante del artículo Hyungeun Song destacó que con solo un 18% de información neuronal biológica fue suficiente para restaurar el control de una marcha funcional, lo que consideró un «hallazgo científico significativo». El cerebro es «tan adaptable» que basta con que reciba una pequeña cantidad de propiocepción para poder controlar una prótesis muy compleja, completó Herr.