Consiguen mejorar el control del brazo robótico evocando el sentido del tacto

Mediante el uso de pequeños pulsos eléctricos, los investigadores han conseguido evocar sensaciones en diferentes regiones de la mano de una persona a pesar de haber perdido la sensibilidad en sus extremidades, y combinar la lectura de la información del cerebro para controlar el movimiento del brazo robótico, proporcionando retroalimentación sensorial.

Consiguen mejorar el control del brazo robótico evocando el sentido del tacto
Foto: Istock

Recientemente conocíamos que el cerebro es capaz de acostumbrarse al uso de un tercer dedo robótico, sintiéndolo como propio, especialmente a medida que se utiliza de forma regular en el tiempo. Lo que ofrece una esperanza para el desarrollo de nuevas prótesis, sobre todo para aquellas personas que únicamente pueden utilizar una mano.

De hecho, la mayoría de las personas dan por sentada su capacidad para llevar a cabo diferentes tareas diarias simples. Por ejemplo, cuando alcanzan una taza de té caliente, pueden sentir tanto su temperatura como su gesto, a la vez que ajustan su agarre en consecuencia con la finalidad de evitar que se derrame líquido (y si está lo suficientemente caliente, quemarse). 

Así, las personas que cuentan con un control sensorial y motor pleno de sus brazos y manos pueden sentir que, efectivamente, han hecho contacto con un objeto en el momento en que lo tocan, lo cogen o lo agarran, algo que les permite finalmente empezar a levantarlo o moverlo con total confianza.

Sin embargo, estas tareas, en apariencia tan simples por el hecho de ser cotidianas, se vuelven muchísimo más complicadas cuando una persona opera con un brazo protésico.

En un artículo publicado hace algunos días en la revista especializada Science, un equipo de bioingenieros de los laboratorios de ingeniería neuronal de rehabilitación de la Universidad de Pittsburgh describe cómo añadir estimulación cerebral capaz de evocar sensaciones táctiles, lo que facilitaría a la persona la manipulación de un brazo robótico controlado por el cerebro.

En este experimento, complementar la visión con la percepción táctil artificial redujo a la mitad el tiempo dedicado a agarrar y mover objetos, de un promedio de tiempo habitual de 20,9, hasta los 10,2 segundos.

Los científicos se han mostrado muy sorprendidos con los resultados conseguidos, ya que, aunque esperaban que efectivamente ocurriera lo que sucedió, no en el grado que finalmente observaron.

La retroalimentación sensorial de las extremidades y las manos es importantísima para llevar a cabo cosas normales en nuestro día a día. Sin embargo, cuando esa retroalimentación falta, el desempeño de las personas se ve afectado, en ocasiones muy seriamente.

Nathan Copeland, participante del estudio, cuyo progreso fue descrito en el artículo, se ha convertido en la primera persona en todo el mundo a la que se le han implementado pequeñas matrices de electrones tanto en la corteza motora de su cerebro como en su corteza somatosensorial, que se caracteriza por ser una región del cerebro que se encarga de procesar la información sensorial de nuestro cuerpo. 

Las matrices de electrones permiten tanto el control del brazo robótico con la mente como la recepción de retroalimentación sensorial táctil, algo similar a cómo funcionan los diferentes circuitos neuronales cuando la médula espinal de una persona se encuentra intacta.

En este nuevo artículo, los científicos querían probar el efecto de la retroalimentación sensorial en condiciones que se asemejarían lo más posible al mundo real. Y los resultados, sin duda alguna, han sido muy interesantes. 

De hecho, aunque este trabajo parte de un estudio anterior donde los investigadores describieron por primera vez cómo la estimulación de regiones sensoriales situadas en el cerebro, mediante el uso de pequeños pulsos eléctricos, permitía evocar sensaciones en diferentes regiones de la mano de una persona a pesar de haber perdido la sensibilidad en sus extremidades, ahora combinaron la lectura de la información del cerebro para poder controlar el movimiento del brazo robótico con la escritura de información, proporcionando con ello retroalimentación sensorial.

Como indican en el trabajo, “cuando se restaura incluso la sensación limitada e imperfecta, el rendimiento de la persona mejora de forma bastante significativa”. 

Referencia: Sharlene N. Flesher, John E. Downey, Jeffrey M. Weiss, Christopher L. Hughes, Angelica J. Herrera, Elizabeth C. Tyler-Kabara, Michael L. Boninger, Jennifer L. Collinger, Robert A. Gaunt. A brain-computer interface that evokes tactile sensations improves robotic arm control. Science, 2021 DOI: 10.1126/science.abd0380

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