Un brazo ‘biónico’ que le parece suyo

VIERNES, 3 de septiembre de 2021 (HealthDay News) -- La exsoldado de primera de los Marines Claudia Mitchell puede agarrar un plátano o una botella de agua en su mano izquierda sin estrujarlos mientras los abre.

Puede usar su mano izquierda para ayudar a cortar melocotones para un pastel. Puede darle la mano a alguien sin apretarla demasiado, y puede agarrar su bolsa de maquillaje usando solo su pulgar y dedo índice.

Hace años, Mitchell, que tiene 41 años, no podría haberse imaginado que estas acciones serían posibles... porque su brazo izquierdo es una prótesis biónica.

Pero los investigadores de la Clínica Cleveland han utilizado tecnología de punta para convertir su brazo prostético, suministrado por Asuntos de Veteranos, en un brazo que en realidad se siente y funciona como el suyo propio.

El brazo de Mitchell utiliza una variedad de sensores y motores robóticos para proveer retroalimentación que le informa, sin que tenga que mirarlo, con qué tanta fuerza está agarrando un objeto, cuáles dedos está usando en un momento dado, y qué tan rápido se mueve la extremidad.

"Independientemente de qué tan chévere sea el brazo, si no sabe lo que está haciendo a menos que lo esté mirando, de cualquier forma se pierde algo", comentó Mitchell, que vive a unas 160 millas (257 kilómetros) al noroeste de Little Rock, Arkansas. "Están devolviendo esa retroalimentación, algo que no teníamos antes. Hace que deje de ser tan solo una máquina que está en tu brazo y que es una herramienta que usas, como un taladro, y ayuda a que se convierta en parte de ti".

El sistema que se integró en el brazo de Mitchell combina varios avances, en que los expertos han estado trabajando durante años, en una sola prótesis, comentó el investigador principal, Paul Marasco, líder del Laboratorio de Integración Biónica de la Clínica Cleveland.

Los investigadores señalaron que este es el primer sistema prostético que realiza tres funciones sensoriales y motoras a la vez, al usar una interfaz que se conecta con los nervios residuales de la extremidad de la persona.

Los pacientes envían impulsos nerviosos del cerebro al brazo biónico cuando desean utilizarlo o moverlo. Cuando el brazo toca algo, envía información al cerebro mediante los nervios.

La tecnología permite que el cerebro y el brazo biónico se comuniquen

"Cuando piensan en moverlo, se mueve. Provee la sensación de tacto cuando tocan algo. Y provee una percepción realmente interesante del movimiento de la mano", aseguró Marasco. "Cuando cierran la prótesis, pueden sentir todos los dedos de la mano cuando forman un puño".

Un informe sobre el nuevo sistema se publicó en la edición del 1 de septiembre de la revista Science Robotics.

Mitchell perdió su brazo en mayo de 2004 en un accidente de motocicleta, cuando el conductor perdió el control en una esquina difícil. Un guardarraíl le cercenó el brazo cerca del hombro.

Ha estado trabajando con Marasco y su equipo desde 2006. Los investigadores modifican la prótesis con regularidad, y añaden nuevas tecnologías para mejorar sus capacidades.

La comunicación bidireccional que Mitchell tiene con su brazo ocurre a través de los nervios de los músculos y la piel de su muñón. Han seguido activos, aunque perdió su brazo real.

"Estos nervios crecen en la piel y el músculo, y esencialmente reestablecen la conexión", aclaró Marasco. "Aunque la mano no está, los nervios que conectaban a la mano están conectados con el músculo y la piel, así que el cerebro en realidad no sabe que la mano ya no está ahí".

Cada vez que alguien piensa en mover la mano, esos músculos tiemblan un poco de distintas formas, aseguró Marasco. Los sensores en el brazo detectan esos temblores y los traducen en movimiento.

"El brazo puede decir que la persona está tratando de cerrar o abrir la mano, o que intentan mover la muñeca o el codo", dijo Marasco.

Donde toca la piel, el brazo biónico también contiene varios motores robóticos. Esos motores se mueven y vibran para crear la sensación de tacto y movimiento en el cerebro de la persona, apuntó Marasco.

Un avance que cambia las vidas de los amputados

"Cuando cierran la mano, podemos encontrar distintos lugares que representan los distintos tipos de movimientos manuales, y emparejamos el movimiento de la mano que la prótesis realiza con un lugar donde podemos generar el mismo movimiento dentro del músculo", continuó.

Cuando está encendido, provoca una ilusión perceptual de movimiento y representa que la actividad de todos los dedos de la mano se comporta de forma coordinada, señaló Marasco.

"Es una locura, es difícil de explicar, pero el cerebro de verdad siente que puede sentir cómo la mano se mueve", aseguró.

El resultado es que Mitchell y otros pueden realizar tareas con el brazo biónico más o menos con la misma precisión que las personas que todavía tienen un extremidad natural.

De hecho, los investigadores observaron que la actividad y la conducta del cerebro de los pacientes cambiaron para corresponderse con las de una persona sin una amputación. Ya no tenían que observar su prótesis. Podían encontrar las cosas sin ver, y podían corregir sus errores con una mayor facilidad.

"Hacían juicios, tomaban decisiones y calculaban y corregían sus errores como una persona sin una amputación", enfatizó Marasco. "Con la nueva extremidad biónica, las personas se comportaban como si tuvieran una mano natural".

Para Mitchell, que viajaba por el mundo como instructora de buceo antes de la pandemia de COVID-19, la nueva tecnología ha sido una revelación.

"Ofrece una conexión emocional con el brazo que uno no comprende que tiene que suceder hasta que ha vivido sin ella durante mucho tiempo", dijo.

El brazo de Mitchell es el resultado de dos décadas de avances en las prótesis que "han ayudado a los usuarios a lograr una mejor funcionalidad y a gestionar la vida diaria por sí mismos", comentó Marasco.

"Por primera vez, las personas con amputaciones de las extremidades superiores pueden de nuevo 'pensar' como una persona sin discapacidad, lo que ofrece a los usuarios de prótesis nuevos niveles de reintegración nítida a la vida diaria", añadió.

Más información

La Clínica Cleveland ofrece más información sobre su Laboratorio de Integración Biónica.

Artículo por HealthDay, traducido por HolaDoctor.com

FUENTES: Paul Marasco, PhD, leader, Laboratory for Bionic Integration, Cleveland Clinic, Ohio; Claudia Mitchell, 41, Barling, Ark., Science Robotics, Sept. 1, 2021