Una innovadora tecnología protésica permite el movimiento natural mediante la conexión con el sistema nervioso
Investigadores del MIT desarrollaron un sistema neuroprotésico que permite a los usuarios controlar sus piernas protésicas utilizando su propio sistema nervioso.
En el mundo de las prótesis, un avance revolucionario está cambiando las reglas del juego para las personas con amputaciones de miembros inferiores.
Investigadores del MIT, en colaboración con el Hospital Brigham and Women's, han desarrollado un sistema neuroprotésico que permite a los usuarios controlar sus piernas protésicas utilizando su propio sistema nervioso.
Este enfoque innovador podría acercarnos a un futuro de miembros artificiales totalmente integrados y controlados de forma natural.
Una persona con el sistema neuroprotésico (Hugh Herr y Hyungeun Song)
El IAM: un cambio de juego quirúrgico
El núcleo de este avance es un procedimiento quirúrgico conocido como interfaz mioneural agonista-antagonista, o AMI. A diferencia de los métodos tradicionales de amputación, la AMI reconecta los músculos del muñón, preservando la dinámica natural de empuje y tracción de los pares musculares. Este cambio aparentemente sencillo tiene profundas implicaciones para el control y la función protésicos.
Ilustración del funcionamiento del sistema neuroprotésico (MIT Media Lab)
El Dr. Hugh Herr, profesor del MIT y autor principal del estudioexplicó su importancia: "Se trata del primer estudio protésico de la historia que muestra una prótesis de pierna bajo modulación neural completa, en la que surge una marcha biomimética. Nadie ha sido capaz de mostrar este nivel de control cerebral que produce una marcha natural, en la que el sistema nervioso del ser humano controla el movimiento, no un algoritmo de control robótico."
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El Dr. Hugh Herr fotografiado con el sistema neuroprotésico (Jimmy Day, MIT Media Lab)
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El poder de la propiocepción
La principal ventaja del sistema AMI es su capacidad para proporcionar a los usuarios información propioceptiva, es decir, la sensación de dónde está su miembro en el espacio. Esta información sensorial, que las personas con extremidades intactas suelen dar por sentada, es crucial para el movimiento y el control naturales. Con el AMI, los pacientes recuperan una parte de esta información vital, lo que les permite caminar con más naturalidad y confianza.
En el estudio, se comparó a siete pacientes con cirugía AMI con siete con amputaciones tradicionales. Los resultados fueron sorprendentes. Los pacientes con AMI caminaban más deprisa, sorteaban los obstáculos con más facilidad y subían las escaleras con mayor agilidad. También mostraban movimientos más naturales, como apuntar con los dedos de los pies hacia arriba al pisar obstáculos, un aspecto sutil pero importante de la marcha natural.
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Una persona con el sistema neuroprotésico (Hugh Herr y Hyungeun Song)
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Adaptarse a los retos del mundo real
Uno de los aspectos más impresionantes del sistema AMI es su versatilidad. Los pacientes pudieron adaptar su marcha a diversas condiciones del mundo real, como caminar por pendientes y subir escaleras. Esta adaptabilidad es crucial para la vida cotidiana, en la que el terreno y los retos pueden cambiar rápidamente.
La capacidad de respuesta del sistema se puso a prueba en un ensayo de superación de obstáculos. Los pacientes con IAM fueron capaces de modificar su marcha para salvar obstáculos con más eficacia que los que llevaban prótesis tradicionales. Esta capacidad de ajustarse rápidamente a retos inesperados es un rasgo distintivo de la función natural de las extremidades y representa un importante salto adelante en la tecnología protésica.
Una persona con el sistema neuroprotésico (Hugh Herr y Hyungeun Song)
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La ciencia de la retroalimentación sensorial
El éxito del sistema AMI depende de su capacidad para aumentar las aferencias musculares residuales, que son las señales sensoriales enviadas desde los músculos al sistema nervioso. Sorprendentemente, incluso un modesto aumento de estas señales permite mejorar significativamente el control y la función. Este hallazgo pone de relieve la increíble adaptabilidad del sistema nervioso humano y su capacidad para integrar y utilizar incluso información sensorial parcial.
El Dr. Hyungeun Song, autor principal del estudio, señala: "Uno de los principales hallazgos aquí es que un pequeño aumento de la retroalimentación neural de tu miembro amputado puede restaurar una controlabilidad neural biónica significativa, hasta un punto que permita a las personas controlar directamente de forma neural la velocidad de la marcha, adaptarse a diferentes terrenos y evitar obstáculos."
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Una persona con el sistema neuroprotésico (Hugh Herr y Hyungeun Song)
Mirando al futuro
Aunque esta investigación representa un importante paso adelante, es sólo el principio. El equipo del MIT está explorando formas de potenciar aún más la retroalimentación sensorial y mejorar la integración entre el sistema nervioso humano y los dispositivos protésicos. El procedimiento AMI ya se ha realizado en unos 60 pacientes de todo el mundo, incluidos aquellos con amputaciones de brazo, lo que sugiere una amplia aplicabilidad en distintos tipos de pérdida de extremidades.
A medida que esta tecnología siga evolucionando, es posible que veamos un control aún más natural e intuitivo de los miembros artificiales. El objetivo final es crear prótesis que se sientan y funcionen como una parte natural del cuerpo del usuario, difuminando la línea que separa al ser humano de la máquina.
Una persona con el sistema neuroprotésico (Hugh Herr y Hyungeun Song)
Conclusiones clave de Kurt
El desarrollo de prótesis controladas por el sistema nervioso marca el comienzo de una nueva era en la biónica. Ofrece la esperanza de mejorar la movilidad, la independencia y la calidad de vida de millones de personas que sufren la pérdida de una extremidad. Además, aporta valiosos conocimientos sobre la plasticidad del sistema nervioso humano y nuestra capacidad de integración con la tecnología avanzada.
A medida que seguimos superando los límites de lo que es posible al fusionar biología y tecnología, abrimos nuevas fronteras en el aumento y la rehabilitación humanos. Las implicaciones van mucho más allá de las prótesis e influyen potencialmente en campos como la neurología, la robótica e incluso nuestra comprensión de la consciencia y la corporeidad humanas.
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