Prótesis sensible para extremidades

Investigadores descubrieron que hay ráfagas de actividad cerebral se pueden imitar a través de la estimulación eléctrica.

15/10/2013 2:33
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En la Universidad de Chicago están trabajando en el diseño de una prótesis sensibles al tacto. A futuro se podrá transmitir la información sensorial en tiempo real a los amputados a través de una interfaz directa con el cerebro. Este estudio fue publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences. Esto aumentaría la destreza y la viabilidad clínica de las prótesis robóticas.

Sliman Bensmaia, profesor asistente en el Departamento de Biología de Organismos y Anatomía de la Universidad de Chicago explicó que “para restaurar la función motora sensorial de un brazo, además de sustituir señales motoras que el cerebro envía al brazo para moverlo, hay que reemplazar las señales sensoriales que el brazo envía de vuelta al cerebro”.

A su parecer, llo importante son los conocimientos sobre cómo el cerebro del organismo intacto procesa la información sensorial para intentar reproducir esos patrones de actividad neuronal a través de la estimulación cerebral.

Este proyecto de Bensmaia, es parte de “Revolucionando Prótesis”, una iniciativa de varios años de la Agencia de Defensa de Proyectos de Investigación (DARPA) para crear un miembro superior artificial que pueda restablecer el control motor natural y la sensación en amputados. Gestionado por el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, en Estados Unidos, el proyecto ha reunido a un equipo interdisciplinario de expertos de instituciones académicas, agencias gubernamentales y empresas privadas.

Bensmaia y sus colegas en la Universidad de Chicago están trabajando específicamente en los aspectos sensoriales de las extremidades. En una serie de experimentos con monos, (cuyos sistemas sensoriales se parecen mucho a los de los seres humanos), identificaron los patrones de actividad neuronal que se producen durante la manipulación de objetos naturales y luego los indujeron con éxito a través de medios artificiales.

Los primeros experimentos se enfocaron en la ubicación de contacto o la detección de dónde se ha tocado la piel. Los animales fueron entrenados para identificar varios patrones del contacto físico con sus dedos y, posteriormente, los científicos conectaron electrodos a las áreas del cerebro que corresponden a cada dedo y reemplazaron los toques físicos por estímulos eléctricos a las áreas apropiadas del cerebro, de forma que los animales respondieron de la misma manera a la estimulación artificial a como si hubieran tenido un contacto físico.

Para dar la sensación de presión, los investigadores desarrollaron un algoritmo para generar la cantidad apropiada de corriente eléctrica y así provocar una sensación de presión y, una vez más, la respuesta de los animales fue la misma con los estímulos a través de sus dedos o por medios artificiales.

Finalmente Bensmaia y su equipo,analizaron 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 investigadores descubrieron que estas ráfagas de actividad cerebral se pueden imitar a través de 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 a través de un interfaz de los nervios. Bensmaia dice que esta información permitirá avanzar con estos dispositivos para que puedan ser probados en ensayos clínicos humanos.

(Con información de: Europa Press)


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