N.63 – Tecnologías para remediar discapacidades

La presente reseña se refiere a dos artículos. El primero (1) focaliza en la necesidad de un creciente rendimiento de los miembros biónicos para ampliar las posibilidades clínicas. El segundo (2) relata cómo una interfaz cerebro-computadora, que evoca sensaciones táctiles, mejora el control de brazos robóticos.

1.- Primer artículo: Hacia miembros biónicos con mayor rendimiento para ampliar las posibilidades clínicas (1)

Cuando se pierde una extremidad, la pérdida implica todo lo que que estaba disponible antes, ya sea por la movilidad de una pierna o la destreza de una mano entrenada. Los avances en extremidades biónicas han ofrecido rangos de movimiento cada vez más amplios e incluso sensaciones básicas, pero -sin perjuicio de ello- se mantuvo una inmensa brecha experiencial entre las extremidades sintéticas y las originales. Los avances en el desarrollo de brazos y piernas biónicos se despliegan hoy en diversas dimensiones, tales como: rango de movimiento, efectos táctiles, apariencia y sentido de conexión física con el entorno.

El rendimiento real de las actuales extremidades robóticas está sustancialmente limitado para la interfaz de los dispositivos robóticos con el cuerpo y para transferir –bidireccionalmente- información motora y sensorial entre la el usuario, la prótesis y el entorno.

Los investigadores procuran estrechar esa brecha con la próxima generación de prótesis biónicas, que ofrecerán un rendimiento adecuado para reemplazar la funcionalidad de las extremidades perdidas. En esta perspectiva se fundamenta la necesidad de implantar nuevos enfoques como: (a) la unión esquelética directa de dispositivos biónicos a través de la osteointegración, (b) la amplificación de señales neurales por inervación muscular dirigida, (c) un mejor control de la prótesis a través de sensores musculares implantados y algoritmos avanzados, y (d) la provisión de retroalimentación sensorial por medio de electrodos implantados en nervios periféricos. Todos esos enfoques deberían aprovecharse sinérgicamente para crear una nueva generación de miembros biónicos de alto rendimiento.

2.- Segundo artículo: una interfaz cerebro-computadora que evoca sensaciones táctiles, mejora el control de brazos robóticos (2)

El movimiento finamente controlado de nuestras extremidades requiere una comunicación neuronal bidireccional entre el cerebro y la periferia del cuerpo. Esto incluye información aferente de músculos, articulaciones y piel, así como retroalimentación visual para programar, iniciar y ejecutar la producción motora. En la tetraplejía, esta comunicación neural se interrumpe (en ambas direcciones) en la médula espinal.

Cuando deseamos asir un objeto con nuestras manos, normalmente usamos la visión para localizarlo. Luego, un sentido llamado propiocepción ayuda a nuestra conciencia situacional para mantenernos al tanto de qué partes del cuerpo están y dónde. Posteriormente, nuestro sentido del tacto nos informa sobre el grado de firmeza con que hemos tomado el objeto, reduciendo al sentido visual a un segundo plano.

Si bien los brazos protésicos controlados por una interfaz cerebro-computadora permiten que las personas con tetraplejía realicen movimientos funcionales, la información sobre cómo tomar objetos se transmite mejor a través de la información táctil.

En el artículo aquí reseñado se describe la experiencia de adicionar un canal aferente a la interfaz cerebro-computadora para imitar la entrada sensorial de la piel de una mano. La visión se complementó con percepciones táctiles evocadas utilizando una interfaz bidireccional cerebro-computadora que registra la actividad neuronal de la corteza motora y genera sensaciones táctiles a través de la microestimulación intracortical de la corteza somatosensorial. Esto permitió a una persona con tetraplejía mejorar sustancialmente el rendimiento con una extremidad robótica, disminuyendo el tiempo dedicado a asir objetos. Las mejoras logradas al agregar la entrada aferente fueron sustanciales en una batería de tareas motoras probadas en sujetos humanos.