Una
investigación de la Universidad de Chicago podría haber sentado las bases para
el diseño de prótesis sensibles al tacto que un día podrían transmitir la
información sensorial en tiempo real a personas que han sufrido una amputación
de sus miembros a través de una interfaz conectada directamente con el cerebro.
Las nuevas prótesis «sensoriales», aumentarían la destreza y la viabilidad clínica
de las prótesis robóticas actuales.
El
estudio, que se publica en PNAS, presenta una «hoja de ruta» para utilizar la
estimulación eléctrica con el fin de restaurar el sentido del tacto a través de
prótesis que impiden tener este sentido. De momento, el equipo de Sliman
Bensmaia, de la Universidad de Chicago (EE.UU.), ya ha probado la técnica en
animales -monos rhesus, y ha visto que es capaz de transmitir información «crítica»
para la manipulación de objetos gracias a la estimulación directa de la corteza
somatosensorial primaria del cerebro, área en donde se procesan las sensaciones
táctiles.
Invocar
sensaciones
«Para
restaurar la función motora sensorial de un brazo, no sólo se tienen que
sustituir las señales motoras que el cerebro envía al miembro para moverlo,
sino también hay que sustituir las señales sensoriales que el brazo envía de
vuelta al cerebro», explica Bensmaia. Su aproximación se basa en «invocar» lo
que ya sabemos sobre cómo el cerebro intacto procesa la información sensorial
y, a continuación, «intentar reproducir dichos patrones de actividad neuronal a
través de la estimulación del cerebro».
La
investigación forma parte del programa Revolutionizing Prosthetics
(Revolucionando Prortesis), un proyecto la Defense Advanced Research Projects
Agency (DARPA), que busca crear un miembro superior artificial que permita
restablecer el control motor natural y el sentido del tacto en personas
amputadas.
El
trabajo de Bensmaia está específicamente implicado en los aspectos sensoriales
de las extremidades. En experimentos en monos, cuyo sistema sensorial se parece
mucho a los de los seres humanos, ya han identificado patrones de actividad
neuronal que se producen durante la manipulación de los objetos y
posteriormente han sido capaces de inducirlos por medios artificiales.
Primero
se centraron en la localización del contacto, es decir, la capacidad de sentir
qué se está tocando. Los animales fueron entrenados para identificar varios
patrones de contacto físico con sus dedos. Luego, los investigadores conectaron
electrodos a determinadas áreas del cerebro que corresponden a cada uno de los
dedos y reemplazaron el contacto físico con estímulos eléctricos administrados
a las áreas apropiadas del cerebro. El resultado fue sorprendente: los animales
respondieron de la misma manera a la estimulación artificial que al contacto físico.
A continuación los investigadores trabajaron en la sensación de presión. Así,
desarrollaron un algoritmo para generar la cantidad apropiada de corriente eléctrica
con el fin de provocar una sensación de presión. De nuevo la respuesta de los
animales era la misma a los estímulos eléctricos y al contacto de sus dedos.
Con
«tacto»
Por
último el equipo estudió la «sensación de contacto»; es decir, la sensación que
una mano experimenta por primera vez al tocar o coger un objeto, que se sabe
que genera una explosión de actividad en el cerebro. Una vez más, los
investigadores establecieron que dichas ráfagas de actividad cerebral se podían
imitar a través de la estimulación eléctrica .
Como
resultado a sus investigaciones los científicos disponen ahora de un conjunto
de instrucciones que se pueden incorporar en una prótesis de brazo robótico
para proporcionar una retroalimentación sensorial dirigida al cerebro a través
de un interfaz neuronal. Bensmaia cree que esta información acercará el uso de
estos dispositivos hacia un ensayo clínico en personas.
Y
a pesar de que el propio autor reconoce que es sin duda un proceso complicado,
cree que hay «argumentos suficientes como para que pensamos que la
retroalimentación sensorial sea clínicamente viable». Y, cuando lo logremos,
dice, «se habrá dado un paso enorme en la funcionalidad de estos miembros».
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