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Brazo protésico controlado por cerebro desarrollado con éxito
Se ha encontrado que un brazo protésico conectado directamente al hueso, los nervios y los músculos es un éxito. Esta es la primera vez que una prótesis robótica se ha conectado de tal manera, y este descubrimiento abrirá nuevas oportunidades para los pacientes en el futuro.
El paciente puede controlar su brazo protésico con menos esfuerzo y más precisión debido a la conexión directa entre el implante y los nervios y músculos del paciente.
Crédito de la imagen: Ortiz-Catalan et al., Sci. Trans. Med., 2014.
El brazo, controlado con interfaces neuromusculares implantadas, se administró a un paciente con amputación del brazo en enero de 2013, y ahora se ha publicado un artículo sobre su estabilidad y eficacia a largo plazo en la revista. Ciencia de medicina traslacional.
El autor principal, Max Ortiz-Catalan, investigador científico de Chalmers University of Technology en Gotemburgo, Suecia, dice que su trabajo va más allá del laboratorio para permitir al paciente enfrentarse a los desafíos del mundo real.
Al paciente en cuestión le amputaron el brazo hace 10 años. Antes de recibir el nuevo brazo, su brazo protésico fue controlado usando electrodos colocados sobre la piel.
Esta forma típica de sistema de control puede ser poco confiable, lo que limita la utilidad de las prótesis. Como resultado, muchos pacientes los rechazan como una forma de rehabilitación.
'Una unión entre el cuerpo y la máquina'
El nuevo sistema de implantes utiliza un implante de titanio conectado directamente al hueso del brazo, como parte de un proceso llamado oseointegración. Esto crea una fusión estable a largo plazo entre el paciente y su implante, que el Dr. Ortiz-Catalan explica en detalle:
"El brazo artificial está directamente unido al esqueleto, proporcionando así estabilidad mecánica. Luego, el sistema de control biológico del ser humano, es decir, nervios y músculos, también se conecta con el sistema de control de la máquina a través de electrodos neuromusculares. Esto crea una unión íntima entre el cuerpo y la máquina, entre la biología y la mecatrónica ".
Al conectar los electrodos directamente a los nervios y los músculos, los pacientes pueden controlar sus prótesis más fácilmente y con mayor precisión, lo que les permite manipular objetos más pequeños y delicados.
Debido a la gran proximidad entre los electrodos y los nervios que controlan el dispositivo, se impide que la actividad de otros músculos interfiera con el dispositivo, lo que permite al paciente mover el brazo a cualquier posición sin tener que preocuparse por perder el control.
La tecnología de osteointegración fue iniciada por el Profesor Asociado Rickard Brånemark y sus colegas en el Hospital Universitario Sahlgrenska en Gotemburgo, Suecia. El Prof. Brånemark dirigió la cirugía de implantación y trabajó estrechamente con el Dr. Ortiz-Catalan y el Prof. Bo Håkansson, de la Chalmers University of Technology, para el resto del proyecto.
¿Podría ser este el 'eslabón perdido'?
El paciente que recibió el nuevo sistema protésico ha podido usarlo con éxito al enfrentar las demandas físicas de su vida cotidiana. El paciente trabaja como conductor de un camión y no ha tenido problemas con actividades rutinarias como sujetar la carga de su remolque o manejar maquinaria.
También es capaz de realizar acciones que requieren un poco más de delicadeza, como desempacar huevos o atar los cordones de los patines de sus hijos, acciones que otros dispositivos protésicos pueden no haber sido capaces de realizar cómodamente. El equipo ahora intenta tratar a más pacientes con esta nueva tecnología innovadora en los próximos meses.
El siguiente paso para esta investigación es lograr una sensación a largo plazo para el paciente a través de la prótesis. Esta nueva forma de implante es una interfaz bidireccional; el brazo protésico no solo puede recibir señales del cerebro, sino que también el cerebro puede recibir señales que vienen en la dirección opuesta.
"La comunicación confiable entre la prótesis y el cuerpo ha sido el eslabón perdido para la implementación clínica del control neuronal y la retroalimentación sensorial, y esto está ahora en su lugar", dice el Dr. Ortiz-Catalan, y agrega:
"La retroalimentación sensorial intuitiva y el control son cruciales para interactuar con el entorno, por ejemplo para sostener un objeto de manera confiable a pesar de las perturbaciones o la incertidumbre. Hoy en día, ningún paciente camina con una prótesis que proporcione dicha información, pero estamos trabajando para cambiar eso en el término corto."
El Dr. Ortiz-Catalan considera que la tecnología es un paso importante hacia un control más natural de las extremidades artificiales. "Es el eslabón perdido para permitir interfaces neuronales sofisticadas para controlar prótesis sofisticadas", dice. "Hasta ahora, esto solo ha sido posible en experimentos cortos dentro de entornos controlados".
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