Un hombre controla su pierna biónica solo con el cerebro

En un avance que podría mejorar la movilidad de miles de personas que viven con amputaciones, investigadores indicaron que un hombre de 32 años logró controlar los movimientos de su pierna artificial motorizada utilizando únicamente su mente.

Ayudado por sensores que reciben impulsos de nervios y músculos que antes llevaban señales a su rodilla y tobillo, el paciente fue capaz de subir y bajar escaleras y rampas, de manera muy parecida a lo que podía hacer con su pierna natural en base a directrices que proceden de su cerebro. De particular importancia es que fue capaz de mover el tobillo del dispositivo, lo que le permitió lograr una forma de andar casi normal, algo que no es posible con las actuales prótesis.

"Es como noche y día", dijo Zac Vawter en referencia a la diferencia entre su pierna biónica experimental y la extremidad mecánica prostética que usa todos los días. El ingeniero de software de Yelm, Washington, perdió su pierna derecha en un accidente de motocicleta hace cuatro años.

"Al subir las escaleras con mi prótesis normal, mi pierna natural sube primero en cada peldaño", añadió. "Con esta, avanzo hacia arriba y hacia abajo usando los dos pies de forma alterna".

Los investigadores informaron que Vawter es la primera persona que ha podido controlar este tipo de prótesis únicamente con señales cerebrales. Los aparatos actuales de última generación que incluyen rodillas y tobillos requieren el uso de un control remoto para elevar la pierna y así subir un peldaño, dijo Levi J. Hargrove, investigador en el Centro de Medicina Biónica, del Instituto de Rehabilitación de Chicago.

Para Vawter, "todo es intuitivo", apuntó Hargrove. "Puede subir y bajar las escaleras sin interrupción".

Hargrove es el principal autor de un informe sobre la tecnología usada que fue publicado el miércoles por el New England Journal of Medicine .

Más de un millón de estadounidenses actualmente viven con amputaciones, incluyendo unos 1.600 soldados que han regresado de guerras en Irak y Afganistán en la última década.

El proyecto actual está financiado por una subvención de US$8 millones del Ejército estadounidense como parte de un esfuerzo más amplio de buscar soluciones para las lesiones limitantes de los soldados, dijo el coronel John Scherer, jefe de investigación de medicina clínica y de rehabilitación en el Comando de Investigación y Logística Médica del Ejército en Fort Detrick, Maryland. Un objetivo del proyecto de la pierna biónica es permitirle a los soldados jóvenes "participar en la vida" e incluso regresar al servicio activo.

La pierna biónica de Zac Vawter en acción

Los investigadores llaman a la extremidad artificial biónica por su capacidad de interactuar de manera inteligente con un humano. A pesar de la asociación de la tecnología "biónica" con la fuerza sobrehumana, las prótesis "no tienen que ser necesariamente fuertes", afirmó Hargrove. "Tienen que ser inteligentes".

Hargrove y sus colegas desarrollaron la electrónica para el aparato, incluyendo un algoritmo de software que recibe señales de electrodos adheridos a la piel de lo que queda de la pierna amputada, y transforma esas señales en movimientos de tobillo y rodilla en la prótesis. Los electrodos obtienen las señales de los músculos conectados a nervios en la pierna residual, incluyendo los que transportan señales cerebrales al tobillo. Estos nervios fueron implantados de manera quirúrgica en el tendón de la corva (músculos isquiotibiales) de Vawter poco después del accidente.

"Cuando Zac quiere intentar moverse", Hargrove dijo, el cerebro envía señales por la médula espinal a músculos que no han sido dañados. "Tenemos electrodos que están escuchando estas señales. El algoritmo decodifica los patrones "para determinar lo que está pensando", y transforma los resultados en movimientos como enderezar la rodilla mientras está sentado o flexionar o extender el tobillo.

En los experimentos se registraron errores en 2% de los pasos, ninguno lo suficientemente serio como para resultar en una caída.

El logro nos "acerca al punto en que tendremos productos comerciales robustos que usan señales del cerebro de una persona para permitirles caminar", señaló Daniel Ferris, profesor en la escuela de quinesiología y el departamento de ingeniería biomédica en la Universidad de Michigan, quien no participó en la investigación actual.

Vawter dice que una desventaja es que el aparato no le permite correr, lo cual puede hacer con su prótesis regular. Al mismo tiempo, tras trabajar con el artefacto moderno en los laboratorios del Instituto de Rehabilitación de Chicago, tiene que regresar a su casa sin él. Hargrove todavía está trabajando para hacer que el artefacto de casi 5 kilos sea más pequeño y silencioso.

Ron Winslow