Un brazo biónico futurista ayuda a las personas con amputaciones a sentir el tacto y el movimiento
Los sueños sobre un futuro en el que las manos pueden reemplazarse, como las de Luke Skywalker, son algo más que una historia de ciencia ficción. Los científicos han desarrollado una «mano biónica» que recurre a la ayuda de diminutos robots para recrear las sensaciones de la vida cotidiana que se pierden al amputar una extremidad superior. Los robots lo hacen vibrando de forma segura los músculos en la zona de amputación.
Según el informe de Grand View Research de 2021, en 2028 el mercado mundial de prótesis y ortopedia alcanzará una capitalización de más de 8.000 millones de dólares, pero las extremidades artificiales se enfrentan a un obstáculo importante. No pueden transmitir muchas sensaciones intuitivas que nos ayudan en el día a día, como la forma en que apretamos y abrimos las manos en un puño.
El profesor adjunto del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Facultad de Medicina Lerner de la Clínica Cleveland y autor principal del estudio sobre la nueva mano biónica, publicado en Science Robotics, Paul Marasco declaró: «Seguimos utilizando tecnologías que alcanzaron su apogeo durante la Segunda Guerra Mundial».
El mundo de la robótica ha descubierto ahora la mano biónica, una combinación de metal y tonos de piel realistas. Aunque hay otros equipos que trabajan en manos biónicas, como los grupos detrás de los populares videojuegos cyberpunk Deus Ex y Metal Gear Solid, Marasco destaca varias ventajas de su versión.
Este dispositivo de ciencia ficción transmite información directamente hacia el cerebro y desde él mediante potentes robots de aproximadamente la mitad del tamaño de una caja de cerillas estándar. Al convertir los pensamientos en acciones, la mano puede al mismo tiempo entrar en contacto con el cerebro para transmitir las sensaciones que corresponden a la acción prevista.
La nueva extremidad artificial es la primera mano biónica que demuestra en tiempo real sus ventajas frente a las prótesis convencionales. Por ejemplo, reproduce la mecánica de las manos naturales con suficiente precisión como para restaurar los reflejos inconscientes en las personas con amputaciones que la utilizan.
Dependemos a diario de esos reflejos. Por ejemplo, cuando cogemos una taza de café, la mano localiza la taza sobre la mesa, aprieta el asa con la firmeza adecuada y la suelta en el momento justo para evitar que se derrame. Podemos hacer esta tarea sin pensar incluso en la mañana más agitada, porque los nervios de los músculos de la mano reaccionan automáticamente a nuestra decisión, que en este caso es: «Tengo que tomarme este café».
Las prótesis tradicionales no pueden reproducir un movimiento tan fluido, porque funcionan en modo manual: las personas con amputaciones deben vigilarlas constantemente y preocuparse por cosas que una persona sana suele resolver por intuición.
Tras probar el dispositivo con dos participantes y utilizar herramientas analíticas sin precedentes, el equipo quedó entusiasmado al comprobar que los participantes recuperaron los comportamientos reflejos que tenían antes de la amputación, incluido el agarre intuitivo y los movimientos naturales de los ojos: podían enfocar la vista lejos de la extremidad.
La mano metálica requiere tres componentes: la reconstrucción de las terminaciones nerviosas, minirrobots que funcionan como una especie de centro de control y la propia mano biónica. Cabe destacar que, durante la intervención quirúrgica, las terminaciones nerviosas no utilizadas de la persona con amputación, situadas en la parte sana del brazo, las que antes se empleaban para zonas alejadas, como las puntas de los dedos, se «injertan» en la zona de amputación.
Marasco explica: «Su cerebro sabe que sus dedos están conectados a un músculo, solo que no sabe que ese músculo está en su hombro y no en el antebrazo». La mano biónica se coloca en la zona de amputación, y los pequeños robots se insertan en el alojamiento. Estos robots presionan las zonas correspondientes, estimulando las terminaciones nerviosas que ahora están conectadas cuando el paciente toca algo con la mano.
Los músculos pueden tensarse y percibir cosas tan interesantes como las ilusiones de percepción de un movimiento complejo de la mano. Los investigadores modificaron prótesis de extremidades ya existentes en lugar de empezar desde cero, con la esperanza de llevar los dispositivos rápidamente a las clínicas de rehabilitación y hacerlos más rentables que las prótesis tradicionales. Las personas que usan prótesis menos avanzadas suelen sobrecargar en exceso el lado de su cuerpo sin amputación, lo que provoca problemas en la espalda o el hombro que, en última instancia, requieren una atención médica costosa.
«Estos sistemas avanzados parecen caros al principio, pero si los utilizas, no te perjudicarán, porque no tienes que preocuparte constantemente por ellos. En el futuro, las prótesis biónicas costarán menos»
El estudio afirma: «Las prótesis biónicas tienen potencial de recuperación. Sin embargo, no se ha identificado la compleja interacción entre el control motor intuitivo y el tacto, que es la característica distintiva de la función de la extremidad superior humana. Aquí demostramos que la combinación neurobiónica de tacto, cinestesia del agarre y control motor intuitivo favorece un mayor nivel de rendimiento conductual, estratificado según la capacidad funcional y diferente del que presentan los usuarios de prótesis estándar».
