El avance en tecnología neuroprotésica ha dado un salto significativo con el desarrollo de una nueva interfaz neuroprotésica por los investigadores del prestigioso Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos. Esta innovadora interfaz, en combinación con una pierna biónica, se vincula y responde al sistema nervioso del usuario, acelerando la capacidad de marcha y permitiendo un andar más natural.
El revolucionario sistema ha demostrado un aumento del 41% en la velocidad de marcha en siete personas con amputaciones por debajo de la rodilla. Los resultados, en comparación con aquellos que no utilizaban el sistema, mostraron una mejora significativa en el rendimiento al subir escaleras, pendientes, navegar por caminos con obstáculos y maniobrar en otros entornos reales.
Una parte crucial del sistema es la habilidad de transmitir la propiocepción, un sexto sentido que nos informa de la posición en el espacio de las partes de nuestro cuerpo. Esta nueva interfaz permite transmitir información de control neuronal a la prótesis y devuelve al usuario la sensación propioceptiva de esta. De esta forma, la prótesis no se siente como un objeto ajeno, mejorando la forma en que se regula el movimiento.
El autor principal del estudio, el investigador Hugh Herr del MIT, explicó en una rueda de prensa virtual que ningún estudio anterior ha podido demostrar «este nivel de control cerebral» sobre una prótesis. Esto ha permitido producir una marcha natural y a un ritmo similar al de una persona no amputada.
La amputación quirúrgica de una extremidad provoca un deterioro considerable de la arquitectura neural-muscular en el sitio de la amputación, lo que altera la dinámica muscular y la propiocepción. Herr y su equipo han logrado superar este obstáculo al crear una interfaz que conecta quirúrgicamente pares musculares agonistas-antagonistas con varios electrodos de detección muscular y un pequeño ordenador que decodifica las señales.
El resultado, según Herr, es que «aunque la extremidad esté hecha de titanio, silicona y todos esos componentes electromecánicos, se siente y se mueve de forma natural sin ni siquiera pensar en ello». Esto significa que cuando el paciente piensa en mover su extremidad biónica, siente que los músculos se mueven naturalmente como lo hacían cuando tenía la pierna intacta.
El ciclo completo de la marcha y la dinámica de la prótesis biónica está controlado por el cerebro, que recibe información de los sensores no solo sobre la posición en el espacio, sino también la fuerza ejercida contra el suelo o la rigidez en función de la velocidad. Cuando la persona mueve la prótesis, «siente ese movimiento con una sensación de propiocepción natural», subrayó el investigador.
El estudio se centró en las aferencias musculares propioceptivas, que surgen de los receptores en los músculos y articulaciones de todo el cuerpo y envían información al sistema nervioso central. El también investigador del MIT y coautor del artículo, Hyungeun Song, destacó que con solo un 18% de información neuronal biológica fue suficiente para restaurar el control de una marcha funcional. Este hallazgo es significativo y muestra que incluso el restablecimiento parcial de la señalización neuronal puede permitir mejoras clínicamente relevantes en la funcionalidad neuroprotésica.
En futuros trabajos, los investigadores planean reemplazar los electrodos de la superficie muscular con pequeñas esferas magnéticas para seguir con mayor precisión la dinámica de los emparejamientos musculares y así controlar mejor la prótesis.
El objetivo final del equipo es conectar el sistema nervioso periférico con la electromecánica y las prótesis sintéticas. «Cuando se proporciona esa conexión neuronal, se produce una personificación: al preguntar a la persona que utiliza la prótesis qué es su cuerpo, incluye la prótesis como parte del mismo», explicó Herr. Este avance representa un paso decisivo hacia el objetivo a largo plazo del control neuronal total y la personificación de las prótesis.
Referencia:
Hugh M. Herr et al. Continuous neural control of a bionic limb restores biomimetic gait after amputation. Nature Medicine, 2024
Fuente: EFE
