Científicos de la Universidad de Pittsburg han dado un paso más en el desarrollo de prótesis con control mental al conseguir que una mujer con tetraplejía controle un brazo robótico con la mente, siendo capaz de realizar movimientos complejos que van desde alcanzar objetos y dar palmadas hasta levantar el pulgar, capacidades de maniobra de 10 hasta grados de libertad.
La paciente se llama Jan Scheuermann y tiene 55 años. Sufre una enfermedad neurodegenerativa (degeneración espinocerebelosa) que ataca directamente a las neuronas del cerebelo (la zona del cerebro que controla la coordinación de los músculos y el equilibrio), que se deterioran y mueren. Poco a poco fue perdiendo control motor en su cuerpo hasta que en el año 2003 se quedó paralizada desde el cuello hasta los pies.
Tras casi 10 años sin poder moverse, en 2012 fue seleccionada para participar en una investigación estadounidense. Se sometió a una cirugía en la que le implantaron dos microchips (de cuatro por cuatro milímetros) en el cerebro, con el objetivo de registrar la energía de sus pensamientos, por ejemplo, a la hora de dar la orden de levantar la mano (cuando dan la orden de algún movimiento) y transmitirla a los electrodos del brazo biónico.
Casi 200 puntos de contacto recogían pulsos de electricidad de las neuronas cerebrales. En primer lugar, una computadora se encargaba de descodificar esta información neuronal cuando Jan enviaba con su cerebro diferentes órdenes a sus extremidades superiores. Una vez trazados estos algoritmos informáticos, se transmitían las distintas posibilidades a la prótesis robótica diseñada, de forma que ésta reconociera cuando la persona activa su corteza cerebral para hacer uno u otro movimiento (levantar el brazo o girar la muñeca). Un trabajo que, finalmente, logra coordinar los movimientos del hombro, el codo, muñeca y la mano.
En los dos años de estudio que han trascurrido desde la intervención quirúrgica, Jan ha pasado de dar palmadas con las manos a ser capaz de levantar el dedo pulgar hacia arriba. Su capacidad de maniobra mediante el brazo biónico está mejorando. En lenguaje científico, si hasta hace unos meses tenía siete grados de libertad, ahora estos han ascendido a 10. Traducido, significa, por ejemplo, que Jan ya no sólo se limita a sujetar y agarrar un objeto sino que puede extender y doblar cada uno de los dedos de la mano artificial.
Con el fin de evaluar el control de Jan sobre el brazo robótico, los investigadores utilizaron un programa de realidad virtual y descubrieron que es crucial incluir objetos virtuales en este periodo de formación con el fin de permitir la interacción fiable en tiempo real con los objetos.
“El control de 10 grados permitió a Jan interactuar con objetos de diferentes maneras, al igual que las personas emplean sus manos para recoger objetos en función de sus formas y lo que pretenden hacer con ellos. Esperamos repetir este nivel de control con otros participantes y hacer el sistema más robusto con la incorporación de información sensorial, como el tacto para mejorar el control, de forma que las personas podrían beneficiarse algún día utilizando las interfaces cerebro-máquina en la vida diaria”, dijo la coautora del estudio Jennifer Collinger.
“Ha sido un fantástico, emocionante y salvaje paseo y estoy muy contenta de lo que he hecho. Este estudio ha enriquecido mi vida, me ha dado nuevos amigos y compañeros de trabajo, me ha ayudado a contribuir a la investigación y tomar aliento”, dijo Jan.
Referencia: Journal of Neural Engineering