Dennis Aabo Sørensen. Fuente: EPFL.
Científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), en Suiza, han logrado una proeza técnica: que una persona amputada sienta lo que toca con una prótesis de mano.
La prótesis fue conectada quirúrgicamente a los nervios de la parte superior del brazo de un paciente danés llamado Dennis Aabo Sørensen. Con ella, Sørensen, con los ojos vendados pudo identificar los objetos que tocaba a partir de su forma y consistencia. Además, logró detectar la intensidad con que agarraba las cosas.
"Cuando cogí los objetos, pude sentir si eran blandos o duros, redondos o cuadrados”, asegura en un comunicado de la EPFL. "La retroalimentación sensorial resultó increíble. He podido sentir cosas que no había sido capaz de sentir en más de nueve años".
Este logro ha sido posible gracias al desarrollo de un sistema de retroalimentación sensorial llevado a cabo por Silvestro Micera. Tras pruebas realizadas en Roma en 2013, Micera y su equipo mejoraron la mano artificial con una serie de sensores que detectan información del tacto, a partir de la medición de la tensión concentrada en los tendones artificiales, cuando éstos controlan el movimiento del dedo. Esa medición es trasladada a una corriente eléctrica, señal que no puede ser interpretada por el sistema nervioso.
En este punto entran a funcionar unos algoritmos informáticos que transforman la señal eléctrica en un impulso que los nervios sensoriales sí pueden interpretar. El sentido del tacto llega al paciente cuando ese impulso refinado alcanza, a través de cables, cuatro electrodos implantados en los nervios –perfectamente funcionales- de la parte superior de su brazo.
Los cuatro electrodos son ultrafinos y ultraprecisos, y fueron desarrollados por el grupo de investigación de Thomas Stieglitz, de la Universidad de Friburgo (Alemania). Gracias a ellos, se pudieron retransmitir señales eléctricas muy débiles directamente al sistema nervioso del paciente danés.
Se desarrolló una ingente labor investigadora preliminar para asegurar que los electrodos podrían seguir trabajando, incluso a pesar de la formación de tejido cicatricial en la zona amputada. Es la primera vez que electrodos de este tipo se implantan transversalmente en el sistema nervioso periférico de un amputado.
La prótesis fue conectada quirúrgicamente a los nervios de la parte superior del brazo de un paciente danés llamado Dennis Aabo Sørensen. Con ella, Sørensen, con los ojos vendados pudo identificar los objetos que tocaba a partir de su forma y consistencia. Además, logró detectar la intensidad con que agarraba las cosas.
"Cuando cogí los objetos, pude sentir si eran blandos o duros, redondos o cuadrados”, asegura en un comunicado de la EPFL. "La retroalimentación sensorial resultó increíble. He podido sentir cosas que no había sido capaz de sentir en más de nueve años".
Este logro ha sido posible gracias al desarrollo de un sistema de retroalimentación sensorial llevado a cabo por Silvestro Micera. Tras pruebas realizadas en Roma en 2013, Micera y su equipo mejoraron la mano artificial con una serie de sensores que detectan información del tacto, a partir de la medición de la tensión concentrada en los tendones artificiales, cuando éstos controlan el movimiento del dedo. Esa medición es trasladada a una corriente eléctrica, señal que no puede ser interpretada por el sistema nervioso.
En este punto entran a funcionar unos algoritmos informáticos que transforman la señal eléctrica en un impulso que los nervios sensoriales sí pueden interpretar. El sentido del tacto llega al paciente cuando ese impulso refinado alcanza, a través de cables, cuatro electrodos implantados en los nervios –perfectamente funcionales- de la parte superior de su brazo.
Los cuatro electrodos son ultrafinos y ultraprecisos, y fueron desarrollados por el grupo de investigación de Thomas Stieglitz, de la Universidad de Friburgo (Alemania). Gracias a ellos, se pudieron retransmitir señales eléctricas muy débiles directamente al sistema nervioso del paciente danés.
Se desarrolló una ingente labor investigadora preliminar para asegurar que los electrodos podrían seguir trabajando, incluso a pesar de la formación de tejido cicatricial en la zona amputada. Es la primera vez que electrodos de este tipo se implantan transversalmente en el sistema nervioso periférico de un amputado.
Futura mano biónica
Este estudio clínico podría suponer un primer paso hacia la fabricación de una mano biónica, pero la EPFL advierte de que la comercialización de prótesis sensoriales de este tipo aún está lejos.
Entretanto, el siguiente paso de la investigación será miniaturizar los componentes electrónicos de retroalimentación sensorial, para aplicarlos a una prótesis portátil. Además, los científicos pondrán a punto la tecnología sensorial para mejorar la resolución táctil y la conciencia del paciente sobre el movimiento angular de los dedos.
Por otra parte, aunque los electrodos utilizados se retiraron del brazo de Sørensen después de un mes, por seguridad, los investigadores creen que podrían permanecer implantados y funcionales durante muchos años, y sin dañar el sistema nervioso. Toda la investigación se enmarca en la colaboración Lifehand 2, en la que participan varias universidades y hospitales europeos.
Otros avances
En Estados Unidos, científicos de la Universidad de Chicago, trabajan en otro sistema para “sensibilizar” las prótesis. En este caso, lo que se está desarrollando es una tecnología que aúna una prótesis y una interfaz, que conecta la prótesis con el cerebro de los amputados. En un futuro, esperan los científicos, por esta interfaz circularían hacia la prótesis las señales que el cerebro envía al brazo, para moverlo; pero también las señales sensoriales que el brazo envía al cerebro, y que permiten sentir lo que tocamos.
Por otro lado, en 2008, científicos del Karolinska Institutet y de la Universidad Lund, en Suecia, consiguieron provocar en personas con un brazo amputado la sensación de que una mano de goma pertenecía a su propio cuerpo.
Esta ilusión, generada mediante un impulso sensorial que viajó desde la prótesis, y no desde el muñón, podría resultar importante para el correcto funcionamiento de una futura prótesis sensorial, pues la identificación con la extremidad artificial propiciaría una circulación más eficiente de las señales cerebrales.
Este estudio clínico podría suponer un primer paso hacia la fabricación de una mano biónica, pero la EPFL advierte de que la comercialización de prótesis sensoriales de este tipo aún está lejos.
Entretanto, el siguiente paso de la investigación será miniaturizar los componentes electrónicos de retroalimentación sensorial, para aplicarlos a una prótesis portátil. Además, los científicos pondrán a punto la tecnología sensorial para mejorar la resolución táctil y la conciencia del paciente sobre el movimiento angular de los dedos.
Por otra parte, aunque los electrodos utilizados se retiraron del brazo de Sørensen después de un mes, por seguridad, los investigadores creen que podrían permanecer implantados y funcionales durante muchos años, y sin dañar el sistema nervioso. Toda la investigación se enmarca en la colaboración Lifehand 2, en la que participan varias universidades y hospitales europeos.
Otros avances
En Estados Unidos, científicos de la Universidad de Chicago, trabajan en otro sistema para “sensibilizar” las prótesis. En este caso, lo que se está desarrollando es una tecnología que aúna una prótesis y una interfaz, que conecta la prótesis con el cerebro de los amputados. En un futuro, esperan los científicos, por esta interfaz circularían hacia la prótesis las señales que el cerebro envía al brazo, para moverlo; pero también las señales sensoriales que el brazo envía al cerebro, y que permiten sentir lo que tocamos.
Por otro lado, en 2008, científicos del Karolinska Institutet y de la Universidad Lund, en Suecia, consiguieron provocar en personas con un brazo amputado la sensación de que una mano de goma pertenecía a su propio cuerpo.
Esta ilusión, generada mediante un impulso sensorial que viajó desde la prótesis, y no desde el muñón, podría resultar importante para el correcto funcionamiento de una futura prótesis sensorial, pues la identificación con la extremidad artificial propiciaría una circulación más eficiente de las señales cerebrales.
Referencia bibliográfica:
S. Raspopovic, M. Capogrosso, F. M. Petrini, M. Bonizzato, J. Rigosa, G. Di Pino, J. Carpaneto, M. Controzzi, T. Boretius, E. Fernandez, G. Granata, C. M. Oddo, L. Citi, A. L. Ciancio, C. Cipriani, M. C. Carrozza, W. Jensen, E. Guglielmelli, T. Stieglitz, P. M. Rossini, S. Micera. Restoring Natural Sensory Feedback in Real-Time Bidirectional Hand Prostheses. Science Translational Medicine (2014). DOI: 10.1126/scitranslmed.3006820.
S. Raspopovic, M. Capogrosso, F. M. Petrini, M. Bonizzato, J. Rigosa, G. Di Pino, J. Carpaneto, M. Controzzi, T. Boretius, E. Fernandez, G. Granata, C. M. Oddo, L. Citi, A. L. Ciancio, C. Cipriani, M. C. Carrozza, W. Jensen, E. Guglielmelli, T. Stieglitz, P. M. Rossini, S. Micera. Restoring Natural Sensory Feedback in Real-Time Bidirectional Hand Prostheses. Science Translational Medicine (2014). DOI: 10.1126/scitranslmed.3006820.