El brazo protésico biónico restaura la sensación del veterano marino

Suavemente sosteniendo una botella de agua llena con su mano izquierda, Claudia Mitchell, de 37 años, desenrosca hábilmente la tapa y toma un trago.

Si bien esta es una tarea cotidiana que muchos podrían dar por sentada, para Claudia, una veterana de los EE. UU. Que perdió su brazo izquierdo en el hombro en un accidente de motocicleta en 2004, es monumental. Con la ayuda de un brazo protésico biónico, desarrollado por investigadores de Cleveland Clinic, Claudia también puede recoger una bolsa de maquillaje con su dedo índice y pulgar protésico, y puede sentir un objeto y saber qué tan difícil es agarrarlo, actividades que una vez pensó nunca más sería posible.

Impulsada por la tecnología médica que parece que podría ser de una película de ciencia ficción, el brazo protésico personalizado de Claudia está equipado con un potente sistema táctil robótico computarizado que le permite sentir como si proviniera de la mano que le faltaba. Su cerebro interpreta el brazo como si fuera el suyo.

“Sé si algo que tengo en mis manos está empezando a desaparecer, o si le aprieto demasiado la mano”, explica Claudia, una residente de Arkansas y visitante frecuente de Cleveland Clinic. “Antes, solo podía decir mirando. Estas son cosas que pueden no parecer un gran problema, pero que realmente hacen una diferencia en la vida de alguien.”

Durante más de una década, Claudia ha participado en ensayos de investigación con un equipo de investigación multidisciplinario dirigido por Paul Marasco, Ph.D., del Instituto de Investigación Lerner de Cleveland Clinic. “El brazo protésico no es solo una herramienta que ella usa, sino que es parte de ella”, dice Marasco, que recibió el Premio Presidencial de Carrera Temprana 2016 para Científicos e Ingenieros. “Con la sensación táctil, el usuario puede interactuar realmente con personas y objetos de una manera más natural”.

El equipo de Marasco recientemente trabajó con especialistas en rehabilitación de miembros superiores de Advanced Arm Dynamics para construir a Claudia como un brazo protésico altamente sofisticado. Esta colaboración resultó en una prótesis personalizada que no solo incorpora el sistema táctil robótico, sino que también se adapta mucho mejor a su cuerpo y se ajusta a su cuerpo de manera más uniforme que su brazo biónico original, que Claudia había denominado “2.0”. A diferencia de “2.0”, el más nuevo La prótesis, “2Ocean”, ha viajado por el mundo con ella, desde Europa hasta Puerto Rico y Tailandia. Si bien puede parecer obvio “Océano” se deriva del esquema de color azul adornado en la mitad superior del brazo de Claudia, ella dice que su amor por el buceo y el hecho de que el océano la hace sentir libre y completa de nuevo, es lo que influyó en el nombre.

Claudia quería algo azul y / o con ondas en su brazo protésico para representar su amor por el buceo. “Esta tecnología biónica presenta un sistema sensorial avanzado y es un gran avance en el ajuste protésico”, dice Marasco. “Está personalizado para Claudia y ha marcado una gran diferencia para ella”.

La clave de la efectividad del brazo biónico es un procedimiento quirúrgico en el cual los nervios de su sitio de amputación se reubicaron en los músculos y la piel de su pecho. Cuando Claudia se pone el arnés que cubre el brazo, se colocan pequeños amplificadores eléctricos sobre los nervios “reconectados” en su pecho, por lo que cuando piensa mover su mano, los músculos de su pecho se contraen para generar una señal eléctrica que activa instantáneamente el brazo y la mano para mover. Simultáneamente, los pequeños robots perciben el tacto de los dedos de la mano protésica y lo transfieren a los nervios recableados en la piel de su pecho, indicando al cerebro de Claudia que sus dedos pueden sentir.

Claudia dice sobre su brazo protésico: “Es parte de lo que soy”. Incluso manicura las uñas postizas en los dedos del brazo, luciendo recientemente una manicura francesa con puntas rosadas brillantes que coinciden exactamente con su otra mano. “Es realmente importante para la prótesis estar lo más cerca posible de lo que tenía antes”, explica.

Claudia es una de varias personas que trabajan con el Instituto de Investigación Lerner para probar prótesis biónicas. El equipo de Marasco está actualmente involucrado en los esfuerzos de investigación para llevar la tecnología al siguiente nivel incorporando más tipos de sensaciones cognitivas y basadas en la percepción en prótesis.

“Un enfoque adicional será incorporar la sensación de movimiento, o la percepción cinestésica, en prótesis, con el objetivo de maximizar la sensación en relación con el movimiento”, dice Marasco. “Estamos aprendiendo más acerca de cómo el cerebro procesa el movimiento, por lo que podemos integrar eso en nuestra tecnología y, en última instancia, mejorar la calidad de vida de los pacientes”. “Estamos aprendiendo más acerca de cómo el cerebro procesa el movimiento, por lo que podemos integrar eso en nuestra tecnología y, en última instancia, mejorar la calidad de vida de los pacientes”.

Reforzado con más de $ 3 millones en financiamiento, otorgado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), Institutos Nacionales de Salud (NIH) y el Departamento de Defensa de los EE. UU. (DoD), Marasco y su equipo de investigación de neurocientíficos, médicos e ingenieros continuar perfeccionando su trabajo en sistemas avanzados de prótesis de extremidades, así como en otras aplicaciones que tienen el potencial de ayudar a las personas con pérdida de sensibilidad debido a afecciones como diabetes, accidente cerebrovascular y lesión de la médula espinal.

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