Los músculos del hombro, biceps o triceps etc. se utilizan para mover la mano o la muñeca y para ello es necesario un aprendizaje e integración cerebral. Tampoco tienen estas prótesis mecanismo de feedback, por lo que es necesario el control visual.
Con las prótesis biónicas se pretende que la orden para el manejo de las prótesis parta del cerebro y esta orden sirva para ejecutar el movimiento deseado como ocurre con los miembros no amputados. Estamos en el comienzo de un largo camino, que parece va a revolucionar la utilidad de las prótesis de miembro superior.
Un avance que ha sido determinante para comenzar esta línea de progreso, es la aplicación de la reinervación muscular dirigida en los amputados de miembro superior por el Dr. Kuiken en el Instituto de Rehabilitación de Chicago. Con la reinervación muscular dirigida se utilizan los nervios residuales del miembro amputado para transferirlos a un grupo muscular conservado que no tenga una función biomecánica debido a la amputación.
Durante la transferencia de los nervios los músculos seleccionados son denervados y de esta forma pueden ser reinervados de nuevo. Así los músculos reinervados sirven como amplificadores biológicos de los nervios amputados. En la piel correspondiente de estos músculos se retira el tejido celular subcutaneo para conseguir una mejor transmisión de la señal eléctrica. Por ejemplo, transfiriendo el nervio mediano al músculo pectoral proporciona una señal miolectrica de cierre de la mano.
El paciente piensa que quiere cerrar la mano y se contrae la zona muscular del pectoral reinervada por el nervio mediano. La señal mioelectrica es utilizada para poner en marcha el dispositivo motorizado que cierra la mano. Transfiriendo múltiples nervios las señales mioelectricas permiten de forma intuitiva el control simultaneo de múltiples articulaciones en una prótesis.
La reinervación dirigida fue realizada por primera vez en un paciente con desarticulación de hombros bilateral, aumentando su independencia funcional al comparar con la prótesis convencional en un 250%. Hasta la fecha, siete pacientes se han sometido a esta intervención.
La reinervación dirigida igualmente puede ser usada en proporcionar al amputado sentido del tacto en su miembro amputado. Utilizando un segmento de piel cercano a la musculatura reinervada, esta piel se denerva primero y después se reinerva con nervios sensitivos del brazo amputado. Así, cuando la piel es estimulada el paciente amputado siente como si su mano fuera tocada proporcionando sensibilidad.
Se colocan sensores en los dedos de la mano que cuantifican presión, temperatura o textura de los objetos y unos dispositivos colocados en el encaje, conectados con los sensores anteriores, proporcionan en la piel reinervada estímulos de presión, temperatura o tacto para sentir como si estuviera tocando con su mano. Un hombre de 32 años al que le fue amputada la pierna a la altura de la rodilla tras un grave accidente de moto se ha convertido en la primera persona sin una extremidad inferior que camina e incluso golpea una pelota de fútbol gracias a una pierna robótica controlada con su cerebro a través de señales procedentes de músculos reinervados.
Levi Hargrove, un ingeniero biomédico del Instituto de Rehabilitación de Chicago que ha participado en la investigación, ha explicado que se trata de la primera ocasión en que señales neurales se utilizan para controlar una rodilla motorizada y una prótesis de tobillo. El avance es especialmente significativo debido a que el paciente no precisa de ningún interruptor accionado por control remoto o de movimientos musculares exagerados para comunicarle a su pierna robótica que se flexione o estire mientras él camina ni tampoco necesita reposicionarla con sus manos una vez se sienta.
Para lograrlo, los cirujanos han redireccionado los nervios que antes de la amputación controlaban una parte de los grupos musculares de la pierna del paciente mediante una técnica conocida como reinervación muscular. Posteriormente, han insertado unos sensores en la extremidad robótica para medir los pulsos eléctricos creados por las contracciones de los músculos reinervados y los propios del muslo.
Una vez se ha conseguido combinar la información procedente de ambas fuentes, el hombre ha sido capaz de mover su pierna de una manera más precisa a como lo hubiera realizado en caso de haber hecho uso únicamente de los datos procedentes de los sensores. Los científicos confían que en un periodo de 3 a 5 años esta tecnología habrá sido desarrollada lo suficiente como para ser utilizada de manera más amplia en centros hospitalarios y permitirá a otras personas con miembros amputados volver a caminar.
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