Por primera vez, un pequeño grupo de pacientes con amputaciones por debajo de la rodilla pudo controlar los movimientos de sus prótesis de piernas a través de señales neuronales (en lugar de depender de ciclos programados para todo o parte de un movimiento) y reanudar la marcha con un paso natural. . El logro requirió una cirugía de amputación especializada combinada con una conexión de electrodo de superficie no invasiva a una prótesis robótica de pierna. Un estudio que describe las tecnologías se publicó hoy en la revista Nature Medicine.“Lo que sucede entonces es bastante milagroso. Los pacientes que cuentan con esta interfaz neuronal pueden caminar a velocidades normales; y subir y bajar escalones y pendientes; y maniobrar obstáculos realmente sin pensar en ello. Es natural. Es involuntario», dijo el coautor Hugh Herr, que desarrolla prótesis biónicas en el MIT Media Lab. «Aunque su extremidad está hecha de titanio y silicona (todos estos diversos componentes electromecánicos), la extremidad se siente natural y se mueve naturalmente, incluso sin pensamiento consciente.» El enfoque se basa en la cirugía en el sitio de la amputación para crear lo que los investigadores llaman una interfaz mioneural agonista-antagonista o IAM. El procedimiento implica conectar pares de músculos (en el caso de amputación por debajo de la rodilla, dos pares), así como la introducción de elementos sintéticos patentados. La interfaz crea una conexión bidireccional entre el cuerpo y la máquina. Los electrodos sensores de músculos envían señales a una pequeña computadora en la prótesis que las interpreta como ángulos y fuerzas para las articulaciones del tobillo y la planta del pie. También envía información sobre la posición de la pierna artificial, restaurando la sensación de dónde está la extremidad en el espacio, también conocido como propiocepción. Vídeo 1 www.youtube.com “El modo particular de control va mucho más allá de lo que nadie ha ideado con”, dijo Daniel Ferris, ingeniero neuromecánico de la Universidad de Florida; Ferris no participó en el estudio, pero trabajó en interfaces neuronales para controlar prótesis de miembros inferiores. «Es una idea realmente novedosa que han desarrollado durante los últimos ocho años y que está mostrando resultados realmente positivos para mejorar la parte inferior de las piernas biónicas». La última publicación se destaca por un grupo de participantes más grande que los estudios anteriores, con siete pacientes de tratamiento y siete pacientes de control con amputaciones y prótesis de piernas típicas. Para probar las piernas biónicas, se pidió a los pacientes que caminaran sobre terreno llano a diferentes velocidades; subir y bajar pendientes y escaleras; y maniobrar alrededor de obstáculos. Los usuarios de AMI tenían una forma de andar más natural, más parecida al movimiento de alguien que utiliza un miembro natural. Un movimiento más naturalista puede mejorar la libertad de movimiento, particularmente en terrenos desafiantes, pero en otros estudios los investigadores también han notado costos energéticos reducidos, reducción del estrés en el cuerpo e incluso beneficios sociales para algunos amputados. El coautor Hyungeun Song, investigador postdoctoral en MIT, dice que el grupo quedó sorprendido por la eficiencia de la instalación biónica. La interfaz protésica envió sólo el 18 por ciento de la cantidad típica de información que se envía desde una extremidad a la columna, pero fue suficiente para permitir a los pacientes caminar con lo que se consideraba un paso normal. Próximos pasos para la pierna biónica Las amputaciones de AMI ahora se han convertido en el estándar en el Hospital Brigham and Women’s de Massachusetts, donde trabaja el coautor Matthew Carty. Y debido a los beneficios para el paciente en términos de dolor y facilidad de uso incluso de prótesis pasivas (o no robóticas), esta técnica (o algo similar) podría extenderse mucho más allá del entorno de investigación actual. Hasta la fecha, aproximadamente 60 personas en todo el mundo se han sometido a una cirugía de IAM por encima o por debajo del codo o la rodilla. En principio, dijo Herr, alguien con un miembro previamente amputado, como él, podría someterse a rehabilitación de IAM, y está considerando seriamente el procedimiento. Más de 2 millones de estadounidenses viven actualmente con una extremidad perdida, según la Amputee Coalition, y cerca de 200.000 piernas son amputadas cada año en los Estados Unidos. En el lado de la robótica, ya existen prótesis de pierna comerciales que podrían ser compatibles con la interfaz neuronal. El área que más necesita desarrollo es la conexión entre el lugar de la amputación y la prótesis. Herr dice que la comercialización de esa interfaz podría tardar unos cinco años. Herr dice que su objetivo a largo plazo es la integración neuronal y la encarnación: la sensación de que una prótesis es parte del cuerpo, en lugar de una herramienta. El nuevo estudio «es un paso crítico hacia adelante, es un juego de palabras».