Innovación en neuro ingeniería

Un grupo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) acaba de presentar un desarrollo que podría revolucionar la vida de miles de personas con amputaciones por encima de la rodilla: una prótesis biónica que no solo devuelve la movilidad, sino que también se siente como una parte más del cuerpo. Los resultados del ensayo han sido publicados en julio de este año en la revista Science,

Valor diferencial

La innovación, bautizada como Prótesis Mecanoneural Osteointegrada (OMP, por sus siglas en inglés), se ancla directamente al hueso mediante un implante de titanio y se conecta al tejido muscular residual mediante electrodos. Este diseño permite que la prótesis se mueva de forma natural,  gracias a un control robótico inteligente que interpreta señales neuromusculares reales.

Esto es posible por una técnica quirúrgica pionera, conocida como Interfaz Mioneuronal Agonista-antagonista (AMI). Durante la cirugía, los músculos se reconectan en pares funcionales, de forma similar a cómo estaban antes de la amputación. Así, el sistema nervioso vuelve a comunicarse con ellos y es capaz de percibir el movimiento y la posición de la extremidad artificial, en un proceso que combina la mecatrónica, lo computacional y lo mioneural junto a aspectos de microelectrónica.  “Una prótesis integrada en el tejido no es simplemente una herramienta externa, sino una extensión funcional del cuerpo”, afirma el ingeniero Hugh Herr en una nota periodística, quien se desempeña como líder del proyecto y profesor en el MIT.

Resultados alentadores

La tecnología fue probada en un ensayo clínico con 17 participantes. Dos de ellos utilizaron la OMP, ocho solo la cirugía AMI y siete una prótesis tradicional. Todos probaron una rodilla robótica experimental, pero los usuarios del sistema OMP demostraron un mejor desempeño al caminar, subir escaleras y sortear obstáculos.

Además de la movilidad, el estudio evaluó algo más difícil de medir: la sensación de “embodiment”, es decir, la percepción de que la prótesis forma parte del cuerpo. Los usuarios con OMP reportaron una fuerte sensación de pertenencia corporal, mayor control y percepción de tener dos piernas reales, con el anhelo que el desarrollo sea más que un dispositivo mecánico. En ese punto, Herr remarca que “por sofisticada que sea la IA de una prótesis, sin integración tisular seguirá sintiéndose como una herramienta externa”.

Funcionamiento

La prótesis OMP combina tres elementos clave:

- Implante de titanio, que se fija al fémur, brinda estabilidad y contiene 16 cables que recogen señales musculares.

- Cirugía AMI, que reconecta músculos agonistas y antagonistas, restaurando la comunicación neuromuscular.

- Controlador robótico, el cual interpreta las señales recibidas del cuerpo y calcula el torque necesario para realizar el movimiento deseado.


El nuevo sistema se integra directamente con el tejido muscular y óseo del usuario (Crédito: MIT News - http://news.mit.edu/)

Gracias a este abordaje, el usuario puede flexionar la rodilla, caminar con más soltura, moverse por terrenos irregulares o incluso patear una pelota, contemplando una sola articulación motorizada. La cirugía AMI ya se realiza de forma rutinaria en pacientes con amputaciones por debajo de la rodilla en hospitales de EE.UU. El objetivo ahora es extender su uso a casos más complejos. Aunque todavía el resultado de hoy proviene del fruto de  I+D de años previos, se requieren más estudios clínicos y la aprobación de la FDA (el organismo en EE.UU. que aprueba y regula el uso de dispositivos médicos y farmacológicos), el equipo del MIT estima que el sistema podría llegar al mercado en unos cinco años.




Historia de resiliencia

Este proyecto tiene un rostro humano: el de Hugh Herr, quien perdió ambas piernas en un accidente de montaña a los 17 años. Esa experiencia cambió su vida y encendió su propósito: crear tecnologías que devuelvan dignidad y libertad a las personas con amputaciones. Herr no solo co dirige el Centro K. Lisa Yang de Biónica del MIT, sino que también camina y escala con las prótesis que él mismo ha ayudado a diseñar.  Cabe mencionar que el trabajo de investigación ha sido financiado por el citado Centro del MIT junto a la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa (DARPA).

El desarrollo y aplicación de esta rodilla biónica representa una nueva generación de dispositivos prostéticos: no solo recuperan funciones motoras, sino que reconectan al ser humano con su cuerpo perdido. Un ejemplo concreto de cómo la tecnología, en su interacción con la ciencia médica, la microelectrónica y la sensibilidad del ser humano, pueden cambiar vidas. En el siguiente video, sorprendéte con los ensayos del dispositivo: