Salud en Casa.- Un equipo de investigadores dirigido
por Cleveland Clinic ha publicado los primeros hallazgos de su clase en Science
Translational Medicine sobre un nuevo método para restaurar la sensación de
movimiento natural en pacientes con brazos protésicos.
Dirigido por Paul Marasco, Ph.D y jefe
del Laboratorio para la Integración Biónica en el Instituto de Investigación
Lerner de Cleveland Clinic, el equipo de investigación ha diseñado con éxito
una sensación de movimiento complejo de la mano en pacientes con amputaciones
de miembros superiores. Este avance puede mejorar la capacidad de controlar sus
prótesis, gestionar de forma independiente las actividades de la vida diaria y
mejorar la calidad de vida.
"Al restaurar la sensación
intuitiva del movimiento de las extremidades, que quiere decir la sensación de
abrir y cerrar la mano, podremos disipar las diferencias entre lo que el
cerebro del paciente percibe como 'yo mismo' frente a una 'máquina'", dijo
Marasco. "Estos hallazgos tienen implicaciones importantes para mejorar
las interacciones humano-máquina y nos acercan más que nunca para proporcionar
amputaciones a las personas con restauración completa de la función natural del
brazo".
El equipo usó robots pequeños pero
poderosos para hacer vibrar músculos específicos, "activaron" la
sensación de movimiento de los pacientes, permitiéndoles sentir que sus dedos y
manos se estaban moviendo y que eran una parte integrada de su propio cuerpo.
Al sentir sus manos perdidas mientras controlan sus prótesis biónicas, los
pacientes en el estudio podrían hacer patrones de agarre complejos para
realizar tareas específicas tan bien o mejor que las personas sanas.
"Décadas de investigación han
demostrado que los músculos necesitan sentir el movimiento para funcionar
correctamente. Este sistema básicamente piratea los circuitos neuronales detrás
de ese sistema ", dijo James W. Gnadt, Ph.D y director del programa en el
Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidente Cerebrovascular.
"Este enfoque lleva el campo de la medicina protésica a un nuevo nivel que
esperamos mejore las vidas de muchos".
Para incrementar la relación entre la
mente y la prótesis, los investigadores examinaron si podían usar una ilusión
de movimiento para ayudar a los pacientes a controlar mejor sus manos biónicas.
Estudiaron a seis pacientes que previamente habían sido sometidos a
reinervación nerviosa dirigida, procedimiento que establece una interfaz neuronal-máquina
al redirigir los nervios amputados a otros músculos. Cuando hacían vibrar los
músculos reinervados para proporcionar un movimiento ficticio, no solo sentían
que se movían sus extremidades ausentes, sino que podían usar estas sensaciones
para manipular intencionalmente sus prótesis y guiarlas de forma precisa.
Esto es importante porque cuando una
persona sana se mueve, el cerebro constantemente recibe comentarios sobre el
progreso del movimiento. Este sentido inconsciente evita errores en el movimiento,
como el exceso de alcance, y permite que el cuerpo haga los ajustes necesarios.
Sin embargo, las personas con amputación pierden esta retroalimentación
esencial y, como resultado, no pueden controlar sus prótesis sin tener que
vigilarlas cuidadosamente en todo momento.
El nuevo estudio muestra que la
sensación de movimiento de las extremidades ausentes, causado por la vibración
muscular estratégica, proporcionó a los pacientes una mejor conciencia espacial
y un mejor control del motor fino sin tener que controlar visualmente las
prótesis. Además, la sensación de movimiento hizo que los brazos biónicos se
sintieran más como "yo mismo".
"Cuando haces un movimiento y
luego sientes que ocurre, intrínsecamente sabes que eres el autor de ese
movimiento y que tienes una sensación de control o 'agencia' sobre tus
acciones", indicó Marasco. "Las personas que han tenido una
amputación pierden esa sensación de control, lo que les hace sentirse
frustrados y desconectados de sus prótesis. Las ilusiones que generamos
restauran la sensación de movimiento y restablecen su sentido de agencia sobre
sus prótesis. Esto ayuda a las personas con amputación a sentirse más en
control."
En el futuro, el equipo de
investigación está explorando formas de expandir estas técnicas a los pacientes
que han perdido una pierna, así como a aquellos con condiciones que inhiben la
sensación de movimiento, como el accidente cerebrovascular. También están
trabajando para empaquetar el sistema en una prótesis para aplicaciones a más
largo plazo que permita a los pacientes operar el sistema diariamente.
"El objetivo final de nuestra
investigación es utilizar la sensación de movimiento para optimizar la relación
entre los pacientes y su tecnología, para integrar mejor sus prótesis como
parte natural de sí mismas", precisó Marasco.
Marasco es un investigador principal
en el Centro de Investigación de Tecnología de Plataforma Avanzada, el Centro
Médico Louis Stokes del Departamento de Asuntos de Veteranos de Cleveland y un
científico asociado en el Departamento de Ingeniería Biomédica en el Instituto
de Investigación Lerner de Cleveland Clinic. En 2016, recibió un Premio
Presidencial de Carrera Temprana para Científicos e Ingenieros del ex
presidente Barack Obama.
Los coautores del estudio incluyeron
a Jacqueline Hebert de la Universidad de Alberta; Jon Sensinger de la
Universidad de New Brunswick; Ravi Nataraj del Stevens Institute of Technology;
y Brett Mensh del Instituto Médico Howard Hughes.
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