Enlace directo a nervios para lograr prótesis neurorrobóticas más naturales

Unos científicos han logrado, por primera vez, descodificar con éxito las órdenes de movimientos de pierna directamente a partir de los nervios conservados en personas con amputaciones de pierna por encima de la rodilla.

Utilizando una novedosa neurotecnología implantable y una inteligencia artificial que entiende el “lenguaje” propio del sistema nervioso, los investigadores consiguieron captar e interpretar las señales nerviosas que, de estar presente el resto de la pierna, ordenarían movimientos muy precisos en la extremidad, incluso los de los dedos de los pies. Esta captación e interpretación tan directa y detallada era imposible antes.

La nueva tecnología abre el camino a futuras prótesis de pierna cuyo funcionamiento se parezca al de cualquier parte de una pierna natural sana mucho más que lo conseguido con otras prótesis de pierna.

El logro es obra de un equipo integrado, entre otros, por Cecilia Rossi, del Instituto de Neuroinformática adscrito a la Universidad de Zúrich y al Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich (ETH Zürich); así como Giacomo Valle, de la Universidad Chalmers de Tecnología en Suecia, y Stanisa Raspopovic, del Instituto de Robótica y Sistemas Inteligentes dependiente del ETH Zürich.

Ayudar a las personas con amputación de extremidades a recuperar una vida funcional e independiente mediante prótesis que ellas puedan controlar ha sido durante mucho tiempo un objetivo fundamental en la investigación biomédica.

Actualmente, las prótesis de brazo y mano suelen controlarse mediante los músculos conservados en la persona que ha sufrido la amputación, los cuales aún se activan mediante señales nerviosas del cerebro. Sin embargo, esto requiere que los músculos relevantes permanezcan intactos, lo que imposibilita el control muscular en casos de amputaciones mayores. En el caso de las personas con amputaciones de pierna, las prótesis suelen basarse en sistemas mecánicos y sensores integrados que se adaptan automáticamente a la marcha sin ningún control activo por parte del usuario.

En cambio, el nuevo sistema permite un uso más directo de las señales nerviosas que aún pueden ser activadas desde el cerebro tras la amputación.

Recreación artística del concepto de conexión entre prótesis robótica de pierna y nervios de esa zona. (Ilustración: Pietro Comaschi)

Cuando el cerebro le ordena al cuerpo que se mueva, las señales viajan a través de los nervios hasta los músculos que ejecutan la acción, incluso si la extremidad ya no está presente. Esto significa que se puede encontrar toda la información necesaria dentro de esos nervios. El principal desafío ha sido extraer esa información y comprender el código neuronal que la sustenta, y esto es lo que ha logrado el equipo de Rossi.

Rossi y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo sistema de conexión de prótesis con nervios en la revista académica Nature Communications, bajo el título “Decoding phantom limb movements from intraneural recordings”. (Fuente: NCYT de Amazings)