Ingeniería
Hacia las prótesis de mano con capacidad sensorial táctil
Una nueva investigación está poniendo los cimientos para la creación de prótesis de extremidades con capacidad sensorial táctil que algún día podrían ofrecer información sensorial en tiempo real a las personas con una extremidad amputada. Esa información sensorial reemplazaría a la natural del miembro perdido y llegaría al cerebro a través de una interfaz entre éste y la extremidad protésica.
La investigación, a cargo del equipo del profesor Sliman Bensmaia de la Universidad de Chicago en Illinois, Estados Unidos, marca un importante paso en el desarrollo de una nueva tecnología que, si se consigue traducir en modelos lo bastante duraderos y prácticos de usar, incrementaría la destreza y la viabilidad clínica de prótesis de mano robotizadas controladas por el cerebro.
Para restaurar las funciones sensoriomotoras de un brazo, no solo hay que reemplazar las señales motoras naturales que el cerebro envía al brazo para moverlo, sino que también hay que reemplazar las señales sensoriales naturales que el brazo le envía al cerebro mientras está ejecutando la orden motora de éste.
Bensmaia y sus colegas creen que la clave está en valerse de lo que la ciencia sabe sobre cómo el cerebro en un cuerpo humano intacto procesa información sensorial, y luego intentar reproducir esos patrones de actividad neural a través de una estimulación adecuada del cerebro.
La investigación de Bensmaia es parte de un proyecto impulsado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa (DARPA), dependiente del Departamento de Defensa de Estados Unidos. Dicho proyecto va encaminado a crear una extremidad superior (un brazo o parte del mismo), artificial, modular, y capaz de restaurar el control motor natural y la percepción sensorial táctil en las personas con amputación de extremidad. Coordinado por el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, en Laurel, Maryland, Estados Unidos, el proyecto ha reunido un equipo interdisciplinario de expertos de instituciones académicas, agencias gubernamentales estadounidenses y compañías privadas.
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Una nueva investigación está poniendo los cimientos para la creación de prótesis de extremidades con capacidad sensorial táctil que algún día podrían ofrecerles información sensorial en tiempo real a las personas con una extremidad amputada. (Imagen: PNAS, 2013)
Bensmaia y sus colegas de la Universidad de Chicago están trabajando específicamente en los aspectos sensoriales de dichos miembros artificiales. En una serie de experimentos con simios, cuyos sistemas sensoriales se parecen mucho a los de los humanos, los científicos identificaron patrones de actividad neural que se manifiestan durante la manipulación natural de objetos y luego consiguieron introducir con éxito esos patrones a través de medios artificiales.
El resultado de estos experimentos es un conjunto de instrucciones que pueden ser incorporadas en el sistema informático de un brazo protésico robotizado, a fin de dotar de percepción sensorial táctil a la persona mediante una interfaz que traduzca a señales enviables al cerebro los valores de diversos parámetros físicos relativos a los objetos con los que interactúe una extremidad protésica, típicamente una mano.
El último paso, si todo va bien, será realizar ensayos clínicos en personas con amputaciones.
Con Bensmaia han colaborado Gregg Tabot, John Dammann, Joshua Berg y Jessica Boback, de la Universidad de Chicago, así como Francesco Tenore y R. Jacob Vogelstein del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins.
Los detalles técnicos de este trabajo de investigación y desarrollo aparecen en la revista académica PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences, o Actas de la Academia Nacional de Ciencias, de Estados Unidos).
Información adicional
La investigación, a cargo del equipo del profesor Sliman Bensmaia de la Universidad de Chicago en Illinois, Estados Unidos, marca un importante paso en el desarrollo de una nueva tecnología que, si se consigue traducir en modelos lo bastante duraderos y prácticos de usar, incrementaría la destreza y la viabilidad clínica de prótesis de mano robotizadas controladas por el cerebro.
Para restaurar las funciones sensoriomotoras de un brazo, no solo hay que reemplazar las señales motoras naturales que el cerebro envía al brazo para moverlo, sino que también hay que reemplazar las señales sensoriales naturales que el brazo le envía al cerebro mientras está ejecutando la orden motora de éste.
Bensmaia y sus colegas creen que la clave está en valerse de lo que la ciencia sabe sobre cómo el cerebro en un cuerpo humano intacto procesa información sensorial, y luego intentar reproducir esos patrones de actividad neural a través de una estimulación adecuada del cerebro.
La investigación de Bensmaia es parte de un proyecto impulsado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa (DARPA), dependiente del Departamento de Defensa de Estados Unidos. Dicho proyecto va encaminado a crear una extremidad superior (un brazo o parte del mismo), artificial, modular, y capaz de restaurar el control motor natural y la percepción sensorial táctil en las personas con amputación de extremidad. Coordinado por el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, en Laurel, Maryland, Estados Unidos, el proyecto ha reunido un equipo interdisciplinario de expertos de instituciones académicas, agencias gubernamentales estadounidenses y compañías privadas.
Una nueva investigación está poniendo los cimientos para la creación de prótesis de extremidades con capacidad sensorial táctil que algún día podrían ofrecerles información sensorial en tiempo real a las personas con una extremidad amputada. (Imagen: PNAS, 2013)
Bensmaia y sus colegas de la Universidad de Chicago están trabajando específicamente en los aspectos sensoriales de dichos miembros artificiales. En una serie de experimentos con simios, cuyos sistemas sensoriales se parecen mucho a los de los humanos, los científicos identificaron patrones de actividad neural que se manifiestan durante la manipulación natural de objetos y luego consiguieron introducir con éxito esos patrones a través de medios artificiales.
El último paso, si todo va bien, será realizar ensayos clínicos en personas con amputaciones.
Con Bensmaia han colaborado Gregg Tabot, John Dammann, Joshua Berg y Jessica Boback, de la Universidad de Chicago, así como Francesco Tenore y R. Jacob Vogelstein del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins.
Los detalles técnicos de este trabajo de investigación y desarrollo aparecen en la revista académica PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences, o Actas de la Academia Nacional de Ciencias, de Estados Unidos).
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