El amputado siente la textura con la yema del dedo biónico

El amputado siente la textura con la yema del dedo biónico

Detalle de la electrónica biónica de la yema del dedo que devolvió la sensación de textura al amputado Dennis Aabo Sørensen, y las rejillas de plástico con texturas rugosas y suaves. Crédito: Santuario de Hillary / EPFL

Un amputado pudo sentir suavidad y aspereza en tiempo real con la yema de un dedo artificial que se conectó quirúrgicamente a los nervios de la parte superior del brazo. Además, los nervios de las personas no amputadas también pueden estimularse para que sientan aspereza, sin necesidad de cirugía, lo que significa que el tacto protésico para amputados ahora se puede desarrollar y probar de forma segura en personas intactas.

La tecnología para entregar esta sofisticada información táctil fue desarrollada por Silvestro Micera y su equipo en EPFL (Ecole polytechnique f 茅 d 茅 rale de Lausanne) y SSSA (Scuola Superiore Sant’Anna) junto con Calogero Oddo y su equipo en SSSA. Los resultados, publicados hoy en eLife, brindan vías nuevas y aceleradas para desarrollar prótesis biónicas, mejoradas con retroalimentación sensorial.

“La estimulación se sintió casi como lo que sentiría con mi mano”, dice el amputado Dennis Aabo S酶rensen sobre la yema del dedo artificial conectada a su muñón. Continúa: “Todavía siento mi mano faltante, siempre está apretada en un puño. Sentí las sensaciones de textura en la punta del dedo índice de mi mano fantasma”.

S 酶 rensen es la primera persona en el mundo en reconocer la textura usando un dedo biónico conectado a electrodos que fueron implantados quirúrgicamente sobre su muñón.

Los nervios del brazo de S 酶 rensen estaban conectados a la punta de un dedo artificial equipado con sensores. Una máquina controlaba el movimiento de la yema del dedo sobre diferentes piezas de plástico grabadas con diferentes patrones, lisos o rugosos. Cuando la yema del dedo se movió por el plástico texturizado, los sensores generaron una señal eléctrica. Esta señal se tradujo en una serie de picos eléctricos, imitando el lenguaje del sistema nervioso, y luego se envió a los nervios.

S 酶 rensen pudo distinguir entre superficies rugosas y lisas el 96% de las veces.

En un estudio anterior, los implantes de Sorensen se conectaron a una mano protésica mejorada sensorialmente que le permitió reconocer la forma y la suavidad. En esta nueva publicación sobre textura en la revista eLife, la yema del dedo biónico alcanza un nivel superior de resolución táctil.

Simular el tacto en personas no amputadas

Este mismo experimento de prueba de la tosquedad se realizó en personas no amputadas, sin necesidad de cirugía. La información táctil se entregó a través de finas agujas que se unieron temporalmente al nervio mediano del brazo a través de la piel. Los no amputados pudieron distinguir la rugosidad en las texturas el 77% del tiempo.

Pero, ¿esta información sobre el tacto de la yema del dedo biónico realmente se parece a la sensación del tacto de un dedo real? Los científicos probaron esto comparando la actividad de las ondas cerebrales de los no amputados, una vez con la yema del dedo artificial y luego con su propio dedo. Los escáneres cerebrales recogidos por un casquillo de EEG en la cabeza del sujeto revelaron que las regiones activadas en el cerebro eran análogas.

La investigación demuestra que las agujas transmiten la información sobre la textura de la misma manera que los electrodos implantados, dando a los científicos nuevos protocolos para acelerar para mejorar la resolución táctil en prótesis.

“Este estudio fusiona las ciencias fundamentales y la ingeniería aplicada: proporciona evidencia adicional de que la investigación en neuroprótesis puede contribuir al debate de la neurociencia, específicamente sobre los mecanismos neuronales del sentido del tacto humano”, dice Calogero Oddo del Instituto BioRobotics de SSSA. “También se traducirá a otras aplicaciones como el tacto artificial en robótica para cirugía, rescate y fabricación”.


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