sábado, 1 de junio de 2019

Universidad de la ciudad de Chicago avanza en creación de prótesis sensibles al tacto

Una investigación de la Universidad de la ciudad de Chicago, en E.U., sienta las bases para la creación de prótesis sensibles al tacto, de manera que un día puedan trasmitir la información sensorial en tiempo real a los amputados mediante una interfaz directa con el cerebro. El trabajo, publicado en la edición digital de Proceedings of the National Academy of Sciences, es un paso esencial cara una nueva tecnología que, si se aplica apropiadamente, aumentaría la habilidad y la aptitud clínica de las prótesis robóticas.

«Para restaurar la función motora sensorial de un brazo, no solo hay que substituir las señales motoras que el cerebro manda al brazo para moverlo, sino asimismo hay que sustituir las señales sensoriales que el brazo manda de vuelta al cerebro», afirmó el creador primordial del estudio, Sliman Bensmaia, maestro asistente en el Departamento de Biología de Organismos y Anatomía de la Universidad de la ciudad de Chicago. A su juicio, la clave es echar mano de los conocimientos sobre de qué manera el cerebro del organismo íntegro procesa la información sensorial para procurar reproducir esos patrones de actividad neuronal mediante la estimulación cerebral.

La investigación de Bensmaia es una parte de ‘Revolucionando Prótesis’, una iniciativa de múltiples años de la Agencia de Defensa de Proyectos de Investigación (DARPA, en sus iniciales en inglés) para crear un miembro superior artificial que pueda restituir el control motor natural y la sensación en amputados. Gestionado por el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, en E.U., el proyecto ha reunido a un equipo interdisciplinario de especialistas de instituciones académicas, agencias gubernativos y empresas privadas.

Bensmaia y sus colegas en la Universidad de la ciudad de Chicago trabajan particularmente en los aspectos sensoriales de las extremidades. En una serie de ensayos con monos, cuyos sistemas sensoriales se semejan mucho a los de los humanos, identificaron los patrones de actividad neuronal que se generan a lo largo de la manipulación de objetos naturales y después los indujeron de forma exitosa mediante medios artificiales.
El primer conjunto d

y también ensayos se centró en la localización de contacto o bien la detección de dónde se ha tocado la piel. Los animales fueron entrenados para identificar múltiples patrones del contacto físico con sus dedos y, más tarde, los científicos les conectaron electrodos a las áreas del cerebro que corresponden a cada dedo y sustituyeron los toques físicos por estímulos eléctricos a las áreas apropiadas del cerebro, de manera que los animales respondieron de exactamente la misma manera a la estimulación artificial a como lo hicieron con el contacto físico.

A continuación, los investigadores se centraron en la sensación de presión. En este caso, desarrollaron un algoritmo para generar la cantidad apropiada de corriente eléctrica para provocar una sensación de presión y, una vez más, la respuesta de los animales fue exactamente la misma con los estímulos a través de sus dedos o por medios artificiales.

Por último, Bensmaia y sus colegas estudiaron la sensación de los acontecimientos de contacto. Cuando la primera mano toca o libera un objeto, se produce una explosión de actividad en el cerebro. Una vez más, los estudiosos descubrieron que estas ráfagas de actividad cerebral se pueden imitar mediante la estimulación eléctrica.

El resultado de estos experimentos es un conjunto de instrucciones que se pueden incorporar en una prótesis de brazo robótico para proporcionar retroalimentación sensorial al cerebro mediante una interfaz de los nervios. Bensmaia piensa que esta información dejará avanzar con estos dispositivos para poder ser probados en ensayos clínicos humanos.