Desarrollan dispositivo capaz de "naturalizar" la conexión entre una persona y su prótesis

Un equipo internacional de investigadores ha logrado desarrollar un dispositivo que busca "naturalizar" la interacción de una persona con una amputación y su prótesis al promover el flujo de información bidireccional entre el sistema nervioso del usuario y el dispositivo robótico.

Lo han conseguido investigadores del Imperial College de Londres, la Universidad de Medicina de Viena y la Universidad de Zaragoza, y los resultados de su trabajo, que se ha prolongado durante varios años, aparecen este miércoles publicados en la revista Science Robotics.

Los científicos han encontrado la forma de controlar la contribución de los reflejos espinales en el control neuronal de una prótesis de mano, y para conseguirlo proponen el uso de la estimulación nerviosa mediante la vibración localizada de los tendones asociados con la tarea motora que se quiere realizar.

Esta estimulación logra modular la excitabilidad de determinados circuitos neuronales espinales, de forma que éstos contribuyen a integrar la información sobre el estado de la prótesis (una mano biónica) para su control.

Esos circuitos espinales son muy importantes en la regulación sensorial, y -como exponen los científicos en la publicación- aunque se conservan intactos en pacientes con una amputación, no son aprovechados para el desarrollo de nuevas interfaces neuronales para el control de las prótesis.

El estudio proporciona resultados prometedores en este sentido, mostrando cómo al aplicar la vibración en los tendones de manera coherente con la activación de los músculos se mejora de forma notable el control de la prótesis, y las personas incluso muestran importantes mejoras funcionales para acciones muy concretas, como el agarre fino.

La publicación científica incorpora un video en el que se aprecia cómo una persona con una prótesis en la mano es capaz de "pinzar" dados numerados de una caja y de salvar un pequeño tabique para transportarlos hasta otro cajón similar y volver a dejarlos situados en el mismo orden.

Entre los firmantes del trabajo figura el ingeniero de Telecomunicaciones Jaime Ibáñez, del Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A) de la Universidad de Zaragoza, quien ha subrayado la importancia de que la interacción de una persona amputada con su prótesis sea "lo más natural posible" y el interés de que la información fluya en los dos sentidos (de la persona a la prótesis y al revés).

"Quiero cerrar la mano y el dispositivo cierra la mano; pero también me gustaría que esa prótesis sienta cosas y nos las transmita de manera que mi sistema nervioso incorpore y utilice esa información", ha explicado a EFE el investigador, y ha incidido en que la principal novedad de su desarrollo tecnológico es que es capaz de favorecer una interacción natural con los dispositivos robóticos, que ya son "tremendamente complejos" y tienen una gran capacidad de acción, de manera que exista una verdadera integración sensorial y motora de los mismos.

Ibáñez, ingeniero de Telecomunicaciones, máster en Ingeniería Biomédica y doctor en Informática e Ingeniería de Sistemas, ha subrayado que a pesar de los avances tecnológicos y robóticos para ayudar a las personas amputadas, el principal desafío en la actualidad se encuentra en hacer que exista una integración lo más transparente posible entre esos dispositivos y el sistema nervioso de sus usuarios (la interfaz neuronal).

En la actualidad, el principal modo de conseguir que los usuarios "sientan" a través de la prótesis se logra mediante la interpretación de determinados estímulos sensoriales por parte del usuario, lo cual dista mucho del modo en que se controlan las extremidades naturales en condiciones normales, algo que se hace en gran medida de manera automática, aprovechando la avanzada red de circuitos que hay en la médula espinal.

"En nuestro estudio utilizamos las conexiones que ya existen en la médula espinal y las aprovechamos para transmitir información a la prótesis, pero logramos también que la prótesis nos devuelva información", ha precisado Ibáñez, y ha incidido en que mejorar esa interacción y "naturalizar" al máximo esas conexiones pueden ser determinantes para favorecer que los usuarios de esos dispositivos se sientan "dueños" de su mano robótica.

El investigador ha detallado que han probado el dispositivo en pacientes y han comprobado que los resultados son "muy prometedores" y que las personas son capaces de intervenir con su prótesis de una forma más eficiente, consumiendo menos energía y reduciendo la los errores generados en su control, y ha explicado que han probado y validado su funcionamiento con prótesis ya existentes y comercializadas.

A su juicio, queda aún mucho camino por recorrer -comenzó con estas investigaciones hace cinco años en el Imperial College de Londres-, pero está además convencido de que la tecnología, cuando alcance un mayor grado de madurez y supere todas las fases de ensayo, podría ser también replicable a otras extremidades y a otras prótesis.

De hecho, varios de los autores que firman el trabajo que publica Science Robotic están ya involucrados en una empresa emergente que se basa en el desarrollo de una interfaz integrada, con registros musculares y vibraciones, para que pueda complementar las tecnologías que usan las prótesis actuales y avanzar hacia esa mayor "naturalización" de esos dispositivos.

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