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El 'Santo Grial' de la tecnología biónica enseña a sí mismo cómo se mueven los amputados

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El "santo grial" de la neuroprótesis es proporcionar un movimiento intuitivo, natural y en tiempo real con las extremidades biónicas, y un nuevo estudio muestra cómo un equipo de científicos intrépidos realmente lo logró.

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El 'santo grial' de la tecnología biónica

Los avances anteriores en el campo han llevado a sistemas controlados por la mente, incluso aquellos con retroalimentación cinestésica (o háptica), pero los sistemas existentes hasta ahora han requerido mucho esfuerzo, aprendizaje y práctica por parte del amputado, informa MedicalXpress.

El estudio, publicado en la revistaCiencia Medicina Traslacional, muestra cómo los científicos de la Universidad de Michigan diseñaron tecnología neuroprotésica capaz de restaurar la sensación de movimiento intuitivo a los amputados a partir de la palabra "adelante", sin la curva de aprendizaje.

Un desafío importante para los científicos en la biónica controlada por la mente que se eluden es generar una señal nerviosa fuerte y estable para la unión de la extremidad biónica. Los científicos han sabido que los nervios periféricos, un sistema de nervios minúsculos que se abren en abanico hacia el cerebro y la columna vertebral, son capaces de realizar el control más preciso e intuitivo de las extremidades biónicas. Sin embargo, recibir una señal nerviosa artificialmente es difícil porque ambos son pequeños y están significativamente silenciados por el tejido cicatricial.

El equipo de científicos de la Universidad de Michigan resolvió este problema envolviendo pequeños injertos de músculo alrededor de los brazos de los participantes. Los injertos de músculo funcionaron como "interfaces" regenerativas, que detuvieron el crecimiento de tejido cicatricial y también proporcionaron una nueva forma de amplificar las señales nerviosas.

"Que yo sepa, hemos visto el voltaje más alto registrado de un nervio en comparación con todos los resultados anteriores", dijo Cindy Chestek, profesora asociada de ingeniería biomédica en la Universidad de Michigan. "En enfoques anteriores, podría obtener 5 microvoltios o 50 microvoltios, señales muy muy pequeñas. Hemos visto las primeras señales de milivoltios".

Impulsar señales con algoritmos

El equipo de la universidad también desarrolló algoritmos para ayudar al elemento biónico a "aprender" cómo adaptarse a los movimientos de los amputados.

"Puedes hacer que una mano protésica haga muchas cosas, pero eso no significa que la persona la esté controlando intuitivamente. La diferencia es cuando funciona en el primer intento con solo pensarlo, y eso es lo que ofrece nuestro enfoque, "dijo Chestek. "Esto funcionó la primera vez que lo probamos. No hay aprendizaje para los participantes. Todo el aprendizaje ocurre en nuestros algoritmos. Eso es diferente de otros enfoques".

Los participantes en las pruebas pudieron levantar bloques con un agarre de pinza, rotar el pulgar en un movimiento continuo, levantar objetos esféricos e incluso jugar Piedra, Papel, Tijeras. "Es como si volvieras a tener una mano", dijo Joe Hamilton, un participante que perdió un brazo en un incidente de fuegos artificiales. "Puedes hacer casi cualquier cosa que puedas hacer con una mano real con esa mano. Te devuelve a una sensación de normalidad".

Como el avance más increíble en neuroprótesis durante muchos años, esta tecnología representa un cambio de paradigma en la forma en que funciona la biónica. Por supuesto, siempre hay más por hacer: "Va a ser un camino más allá de aquí, pero no vamos a dejar de trabajar en esto hasta que podamos restaurar por completo los movimientos de las manos sanas", dijo Chestek. "Ese es el sueño de la neuroprótesis".


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