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30/May/08

Dos monos logran alimentarse con un brazo artificial movido con su mente

Un paso más en la búsqueda de la prótesis perfecta. En esta ocasión, un equipo de la Universidad de Pittsburgh (EE.UU.) ha logrado que dos monos muevan un brazo biónico y se alimenten usando tan sólo la energía del pensamiento

Así queda descrito en el último número de la revista 'Nature', con un vídeo incluido.

El equipo dirigido por Andrew Schwartz, profesor de Neurobiología en la Escuela de Medicina del citado centro universitario, lleva bastante tiempo trabajando en este proyecto. De hecho, hace tres años, en la reunión de la Asociación Americana para el Avance de las Ciencias, ya se dieron a conocer los primeros resultados de tan prometedora investigación.

Además de adentrarse en el funcionamiento del cerebro, el esfuerzo de estos investigadores se centra en un objetivo más concreto: desarrollar una prótesis que ayude a las personas con parálisis. "Cuanto más comprendamos el cerebro, mejor podremos tratar una variedad de trastornos, desde todo lo que tenga que ver con el Parkinson y la parálisis hasta el Alzheimer o, quizás, algunas enfermedades mentales", explica el doctor Schwartz.

Como primera fase del experimento, los monos visualizaron el movimiento que posteriormente debían realizar y probaron a mover la prótesis usando un joystick. "Aprenden primero viendo el movimiento, lo que activa las células cerebrales como si realmente lo estuvieran haciendo", aclara el principal autor del estudio.

Electrodos en el cerebro

A continuación, se inmovilizaron los brazos de los macacos de forma que no pudieran utilizarlos. Para medir la actividad neuronal, se les insertaron unos micro-electrodos en la corteza motora de su cerebro, que es donde se genera el movimiento voluntario. "La actividad cortical se había utilizado [...] para demostrar que puede moverse el cursor en una pantalla de ordenador [con la mente]", aclara la investigación.

Estos receptores, situados en las vías neuronales del córtex, se encargaron de enviar la información sobre las conexiones neuronales a un programa informático diseñado para traducirlas. En última instancia, este 'software' fue el responsable de transmitir las señales necesarias para mover la prótesis.

Para lograr esta conexión entre el cerebro y la tecnología, los expertos diseñaron un algoritmo matemático, que es la base del citado programa. Éste capta la información de un centenar de neuronas implicadas en el movimiento y la traduce a un 'idioma' comprensible por el brazo biónico. Es decir, la prótesis se movió porque los monos pensaron en hacerlo, pero también gracias al dispositivo que se encargó de traducir esta idea en impulsos eléctricos.

Se ha ido mejorando el movimiento

Tal y como apuntan los autores, con el paso del tiempo se ha ido perfeccionando la forma con la que los simios manejan la prótesis. En los datos que ahora presentan, este movimiento es mucho más fluido y natural, cada vez más similar al de un brazo normal.

"En el vídeo se puede ver que el mono está masticando un trozo de comida cuando se dispone a coger el siguiente. Y también puede observarse cómo mueve su cabeza y sus ojos de manera natural, sin que se vea afectado por tener que controlar la prótesis", apuntan los expertos.

Además, en una de estas imágenes se puede ver cómo el animal no sólo se sirve de esta extremidad 'artificial' para coger la comida y acercarla a su boca, sino también para meter el alimento en la boca.

Por otro lado, el ensayo también destaca las características de la prótesis utilizada: "Tal y como sucede con un brazo humano, permiten la flexión, extensión, abducción, aducción, rotación externa e interna del hombro; así como la flexión y extensión del codo. La mano se basa en un puño motorizado que realiza el movimiento de pinza, lo que aporta un mayor control de la distancia entre ambos dedos".

"Hemos incrementado la capacidad de la prótesis utilizando el entrenamiento basado en la observación y el control cortical, lo que permite la utilización de este brazo [...] en las tareas cotidianas. Se trata de una serie de conceptos que puede incorporarse a los futuros diseños de prótesis de mayor destreza", concluye el documento.

Su uso en la práctica clínica todavía está lejano

Un comentario, también aparecido en 'Nature', aplaude los resultados obtenidos por el grupo de Schwartz. Su autor, John F. Kalaska, del departamento de Fisiología de la Universidad de Montreal (Canadá), se muestra especialmente sorprendido por la rapidez de aprendizaje de los monos -tan sólo unos días- y la naturalidad con la que movieron la prótesis.

"Las neuro-prótesis podrían minimizar la frustración con la que, a menudo, se topan los pacientes durante la rehabilitación. Su menor capacidad motriz sólo les permite avanzar lentamente, en contraposición al esfuerzo intenso y prolongado que realizan", apunta Kalaska.

No obstante, a pesar de los halagos, este experto se apresura a aclarar que todavía queda mucho tiempo para que las prótesis den el salto a los centros de rehabilitación: "No ofrecen los avances conceptuales o técnicos necesarios para superar los distintos obstáculos que deben sortearse para su aplicación clínica".

Fuente: El Mundo. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard

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