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La mujer controla el brazo robótico con el poder de su mente
Las lesiones o enfermedades de la médula espinal evitan que las señales cerebrales lleguen a los músculos por debajo de la lesión. En experimentos recientes, los científicos han estado utilizando interfaces cerebro-máquina para permitir a los pacientes con parálisis mover extremidades protésicas con su mente. Ahora, una mujer con tetraplejia ha sido capaz de usar su mente para mover un brazo robótico, lo que demuestra un "control cerebral de 10 grados" de la prótesis.
Una mujer con tetraplejia fue capaz de demostrar un "control cerebral de 10 grados" en un brazo protésico robótico.
Crédito de la imagen: Journal of Neural Engineering / IOP Publishing
Los hallazgos del último experimento, realizado por investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Pittsburgh en Pensilvania, se publican en Revista de ingeniería neuronal.
La mujer que participó en el estudio es Jan Scheuermann, de 52 años, que es tetrapléjica y fue diagnosticada con una variante de degeneración espinocerebelosa sin afectación cerebelosa.
En febrero de 2012, el equipo implantó quirúrgicamente pequeñas rejillas de electrodos con 96 minúsculos puntos de contacto en las regiones del cerebro de Scheuermann que, en circunstancias normales, controlan el movimiento del brazo derecho y de la mano.
Los electrodos fueron capaces de captar señales de neuronas individuales, que luego se comunicaron con una computadora que identificó patrones de disparo asociados con ciertos movimientos observados o imaginarios, incluyendo elevar o bajar el brazo.
Los resultados de ese estudio inicial, en el que Scheurmann fue capaz de flexionar la muñeca del brazo protésico de un lado a otro, moverlo de un lado a otro, girarlo y agarrar objetos, demostró el "control 7D". Los hallazgos fueron publicados en La lanceta en 2012.
Pero en este último estudio, dirigido por el profesor Andrew Schwartz de la Escuela de Medicina de Pitt, Scheurmann pudo dominar el "control 10D", que involucró mover la mano robótica en diferentes posiciones mientras controlaba la muñeca y el brazo.
'Los hallazgos muestran que se puede restaurar el movimiento a las personas con parálisis'
El Prof. Schwartz y sus colegas explican que las interfaces cerebro-máquina (BMI) "ofrecen la posibilidad de pasar por alto el tejido dañado decodificando la intención de movimiento y controlando los dispositivos de asistencia", como los cursores de la computadora o los brazos robóticos.
"Nuestro proyecto ha demostrado que podemos interpretar las señales de las neuronas con un algoritmo informático simple para generar movimientos fluidos y sofisticados que permiten al usuario interactuar con el entorno", dice Jennifer Collinger, científica investigadora y profesora asistente en Pitt.
Para su último trabajo, el equipo reemplazó el simple agarre de pinza en el brazo protésico con cuatro formas de mano: abducción de dedo, pala, oposición del pulgar y una pizca de los dedos pulgar, índice y medio, elevando el movimiento de brazos y manos a 10 .
Durante el experimento, Scheurmann observó animaciones de movimientos y los imaginó, y el equipo grabó las señales que su cerebro envió para calibrar el sistema. Luego, usaron esa información para "leer sus pensamientos", permitiéndole mover la mano a las posiciones deseadas.
Comentando sobre los resultados, el Prof. Schwartz dice:
"Jan usó el brazo del robot para agarrar más fácilmente cuando se exhibieron objetos durante la calibración anterior, lo cual fue interesante. En general, nuestros resultados indican que el movimiento natural altamente coordinado se puede restaurar a personas cuyos brazos y manos están paralizados".
Aunque su experimento solo se realizó en un ser humano, los investigadores observaron que sus resultados son comparables a los estudios previos de ajuste neuronal y el rendimiento del BMI del brazo robótico en primates.
"La interacción con los objetos físicos es relativamente nueva en el campo de IMC, aunque varios estudios lo han demostrado con cierto éxito, la mayoría de los cuales operaba en un espacio de dimensión inferior", dicen.
En octubre de este año, Scheurmann concluyó su participación en el estudio al someterse a una cirugía para eliminar las matrices de electrodos, pero ella lo describe como "un paseo fantástico, emocionante y salvaje", y agregó que el estudio "ha enriquecido mi vida, me ha dado nuevos amigos y compañeros de trabajo, me ayudaron a contribuir a la investigación y me dejaron sin aliento ".
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