LAS MANOS PROTÉSICAS SE VUELVEN INTELIGENTES, Y EL SENTIDO DEL TACTO

Las prótesis se transforman en extensiones controladas por la mente del cuerpo humano que permiten a los usuarios sentir lo que están tocando.

Garrett Anderson casi le rompe la mano a su abuela mientras trataba de darle un suave apretón.

El sargento retirado del ejército de EE. UU., Que había perdido su brazo derecho debajo del codo en 2005 mientras patrullaba en Irak, no podía decir cuánta presión aplicaba con su mano protésica. Es un problema común.

Cuando sostenemos un bolígrafo, estrechamos una mano o tomamos una cáscara de huevo, instintivamente sabemos cuánta presión ejercer sin aplastar el objeto. Tal retroalimentación sensorial no es posible con la mayoría de las manos protésicas, que permiten a los amputados sujetar un objeto, pero no pueden decirles cuánta presión están usando.

Anderson, de 41 años, ha estado haciendo su parte para cambiar eso. Durante los últimos tres años, ha estado probando prototipos que le permiten sentir nuevamente.

“Puedo sentir tocar la mano de mi hija o tocar la mano de mi esposa, o recoger una cáscara de huevo sin aplastarla”, dice Anderson sobre su trabajo con Psyonic , una nueva empresa que opera en el Parque de Investigación de la Universidad de Illinois, en Urbana-Champaign. . Psyonic espera proporcionar prótesis comerciales con detección de presión el próximo año, y otras con retroalimentación sensorial en algún momento después de eso.

La tecnología está en el umbral de convertir lo impensable en realidad. Las prótesis incómodas y torpes se transforman en extensiones controladas por la mente del cuerpo humano que les dan a los usuarios un sentido del tacto y un mayor rango de movimiento.

Junto con la retroalimentación sensorial, las prótesis de goma y silicona de Psyonic utilizan el aprendizaje automático para brindar a sus usuarios un control intuitivo. La extremidad protésica modular de la Universidad Johns Hopkinspromete ofrecer una fuerza “humana”, destreza y sensación controladas por el pensamiento. Actualmente se encuentra en la fase de investigación. Y la compañía islandesa Ossur está llevando a cabo ensayos preclínicos sobre prótesis de piernas y pies controladas por la mente. Estos y otros avances podrían hacer que sea más fácil para los amputados realizar los tipos de tareas que la mayoría de las personas dan por hecho.

Señales de mano

Al igual que muchas prótesis ya en el mercado, la mano Psyonic de Anderson es lo que se llama una prótesis mioeléctrica, lo que significa que se controla utilizando señales eléctricas generadas por los músculos restantes de su brazo. Los músculos en su antebrazo le dicen a sus dedos que se flexionen y se extiendan, por ejemplo.

Cuando Anderson piensa en mover la mano, los electrodos en la mano protésica miden las señales eléctricas de su antebrazo, mientras que el software de reconocimiento de patrones detecta si quiere abrir o cerrar la mano, juntar los dedos o cerrar un puño, por ejemplo. En efecto, sus pensamientos controlan su mano artificial.

Pero es la retroalimentación sensorial de la prótesis, gracias a los sensores de presión en las yemas de los dedos, lo que le permite a Anderson estrechar la mano sin romper huesos, sostener una delicada cáscara de huevo con los ojos vendados o clavar un clavo en una tabla. Cuando toca un objeto, esos sensores le permiten sentir vibraciones, hormigueo o presión.

Control del pensamiento

Sin algo así como el software de reconocimiento de patrones, una prótesis mioeléctrica puede ser difícil de controlar.

Eso fue cierto para Jodie O’Connell-Ponkos, una entrenadora de caballos en Ghent, Nueva York, que había perdido la mano en una picadora de carne industrial cuando tenía 16 años. A menudo luchó para que su prótesis funcionara porque era difícil para alinear los sensores a los músculos de sus brazos.

“El brazo casi me hizo sentir como un fracaso a veces”, dice O’Connell-Ponkos, de 49 años. “Era más incómodo de llevar que no usar, así que opté por alejarme de él”.

Más de 20 años después, en 2015, recibió una mano protésica de la empresa alemana Ottobock que había sido equipada con un controlador de Coapt, en Chicago.

De manera similar a la prótesis de Psyonic, el sistema de Coapt decodifica las señales eléctricas de los músculos restantes de un amputado. Igualmente importante, también utiliza un algoritmo de reconocimiento de patrones para traducir la intención en movimiento.

O’Connell-Ponkos ahora usa su mano artificial para todo, desde atarse los zapatos y ponerse el pelo en una cola de caballo para cortar leña y entrenar caballos. “No hay mucho que no haya resuelto cómo hacer”, dice ella. “No lo llamo una prótesis. De hecho, lo llamo mi brazo”.

La tecnología de Coapt ha estado en el mercado desde 2012 y es compatible con una variedad de prótesis de ocho compañías.

Tales avances tecnológicos no están limitados a la parte superior del cuerpo.

Ossur , con sede en Reykjavik, Islandia, comenzó un esfuerzo para desarrollar prótesis de pierna y pie controladas por el pensamiento. Para que funcionen, los cirujanos implantarían un pequeño sensor mioeléctrico en los músculos restantes de las piernas de los amputados. El sensor recibe los impulsos eléctricos subconscientes del cerebro y, con la ayuda de un procesador por separado, redirige las señales a la prótesis. El objetivo: permitir que los amputados se muevan y caminen sin pensarlo conscientemente.

“Estás devolviendo lo que llamamos el ‘control voluntario’ para el paciente”, dice Kim DeRoy, vicepresidente ejecutivo de investigación y desarrollo en Ossur. “Y eso es algo que, para muchos pacientes, falta”.

Mirando hacia el futuro

El futuro de las prótesis es todo acerca de los implantes.

Específicamente, los investigadores están explorando el uso de implantes pequeños con forma de píldora insertados profundamente en un músculo, lo que permite un control más preciso y preciso.

Pero ese no es su único beneficio potencial si la investigación de Dustin Tyler se desarrolla. El profesor de ingeniería biomédica de la Universidad Case Western Reserve está desarrollando una técnica que podría engañar al cerebro para que piense que las sensaciones provienen de la mano faltante de carne y hueso.

El esfuerzo consiste en colocar un manguito de electrodos alrededor de los nervios restantes de la persona amputada y conectar esos manguitos a un pequeño dispositivo implantado en el pecho que, a su vez, activa esos nervios. Una conexión Bluetooth vinculará el implante de tórax con el brazo protésico, de modo que cuando el brazo toque algo, active los nervios. Tyler cree que los implantes podrían obtener la aprobación de la FDA dentro de los próximos 10 años.

“Es realmente esa experiencia humana que estamos comenzando a restaurar”, dice. “No creo que debamos subestimar el valor de eso”.

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