Prótesis controlada con el cerebro: una nueva cirugía revoluciona la medicina

Los científicos desarrollaron una cirugía con la que logran que a las personas con algún tipo de amputación se les conecte el muñón con una prótesis que, a su vez, puede ser controlada por el cerebro del paciente.

De acuerdo con una nueva investigación publicada en la revista Nature Medicine, investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés), en colaboración con colegas del Brigham and Women's Hospital, desarrollaron un nuevo tipo de intervención quirúrgica que reconecta los músculos del muñón, lo que permite a los pacientes recibir información "propioceptiva" sobre la posición de la prótesis en el espacio.

"Este es el primer estudio protésico de la historia que muestra una prótesis de pierna bajo modulación neural completa, donde surge una marcha biomimética. Nadie ha sido capaz de mostrar este nivel de control cerebral que produce una marcha natural, en la que el sistema nervioso humano controla el movimiento, no un algoritmo de control robótico", afirma Hugh Herr, codirector del Centro K. Lisa Yang de Biónica del MIT y autor principal del nuevo estudio.

En el estudio, en el que participaron siete pacientes sometidos a esta cirugía, el equipo del MIT descubrió que eran capaces de caminar más rápido, evitar obstáculos y subir escaleras con mucha más naturalidad que las personas con una prótesis tradicional.

Los pacientes también experimentaron menos dolor y menos atrofia muscular tras esta cirugía, que se conoce como interfaz mioneural agonista-antagonista (AMI). Hasta ahora, unos 60 pacientes de todo el mundo han recibido este tipo de cirugía, que también puede realizarse en personas con amputaciones de brazo.

Como parte de este nuevo procedimiento, en lugar de cortar las interacciones musculares naturales agonista-antagonista, conectan los dos extremos de los músculos para que sigan comunicándose dinámicamente entre sí dentro del muñón.

Los investigadores compararon a siete personas que se habían sometido a la cirugía AMI con otras siete que habían sufrido amputaciones tradicionales por debajo de la rodilla.

Todos los sujetos utilizaron el mismo tipo de miembro biónico: una prótesis con un tobillo motorizado y electrodos capaces de captar las señales electromiográficas (EMG) de los músculos tibial anterior y gastrocnemio. Estas señales se envían a un controlador robótico que ayuda a la prótesis a calcular cuánto debe doblar el tobillo, cuánta torsión debe aplicar o cuánta potencia debe suministrar.

Los investigadores sometieron a los sujetos a diversas pruebas y, en todas estas tareas, las personas con la interfaz neuroprotésica AMI fueron capaces de caminar más rápido, aproximadamente al mismo ritmo que las personas sin amputaciones, y sortear los obstáculos con mayor facilidad.

También mostraban movimientos más naturales, como apuntar con los dedos de la prótesis hacia arriba al subir escaleras o salvar un obstáculo, y eran más capaces de coordinar los movimientos de su miembro protésico y su miembro intacto. También eran capaces de empujar desde el suelo con la misma fuerza que una persona sin amputación.

"Con la cohorte AMI, vimos surgir comportamientos biomiméticos naturales", afirma Herr. "Los integrantes del grupo que no tenía la AMI eran capaces de caminar, pero los movimientos protésicos no eran naturales, y sus movimientos eran generalmente más lentos”, agregó.