Una investigación de la Universidad de Chicago podría haber sentado las bases para el diseño de futuras prótesis sensibles al tacto capaces de transmitir la información sensorial en tiempo real a personas que han sufrido una amputación a través de una interfaz conectada directamente con el cerebro. Las nuevas prótesis 'sensoriales' aumentarían la destreza y la viabilidad clínica de las prótesis robóticas actuales.
El estudio, que se publica en 'Proceedings', presenta una hoja de ruta para utilizar la estimulación eléctrica con el fin de restaurar el sentido del tacto a través de prótesis. De momento, el equipo de Sliman Bensmaia, de la Universidad de Chicago, ya ha probado la técnica en animales -monos rhesus- y ha visto que es capaz de transmitir información «crítica» para la manipulación de objetos gracias a la estimulación directa de la corteza somatosensorial primaria del cerebro, área en donde se procesan las sensaciones táctiles.
«Para restaurar la función motora sensorial de un brazo, no sólo se tienen que sustituir las señales motoras que el cerebro envía al miembro para moverlo, sino también hay que sustituir las señales sensoriales que el brazo envía de vuelta al cerebro», explica Bensmaia. Su aproximación se basa en «invocar» lo que ya sabemos sobre cómo el cerebro intacto procesa la información sensorial y, a continuación, «intentar reproducir dichos patrones de actividad neuronal a través de la estimulación del cerebro».
Estimulación artificial
El trabajo de Bensmaia está específicamente implicado en los aspectos sensoriales de las extremidades. En experimentos en monos, cuyo sistema sensorial se parece mucho al de los seres humanos, ya han identificado patrones de actividad neuronal que se producen durante la manipulación de los objetos y posteriormente han sido capaces de inducirlos por medios artificiales.
Primero se centraron en la localización del contacto, es decir, la capacidad de sentir qué se está tocando. Los animales fueron entrenados para identificar varios patrones de contacto físico con sus dedos. Luego, los investigadores conectaron electrodos a determinadas áreas del cerebro que corresponden a cada uno de los dedos y reemplazaron el contacto físico con estímulos eléctricos administrados a las áreas apropiadas del cerebro. El resultado fue sorprendente: los animales respondieron de la misma manera a la estimulación artificial que al contacto físico. A continuación los investigadores trabajaron en la sensación de presión. Así, desarrollaron un algoritmo para generar la cantidad apropiada de corriente eléctrica con el fin de provocar una sensación de presión. De nuevo la respuesta de los animales era la misma a los estímulos eléctricos y al contacto de sus dedos.
Por último el equipo estudió la «sensación de contacto»; es decir, la sensación que una mano experimenta por primera vez al tocar o coger un objeto, que se sabe que genera una explosión de actividad en el cerebro. Una vez más, los investigadores establecieron que dichas ráfagas de actividad cerebral se podían imitar a través de la estimulación eléctrica.
Como resultado, los científicos disponen ahora de un conjunto de instrucciones que se pueden incorporar en una prótesis de brazo robótico para proporcionar una retroalimentación sensorial dirigida al cerebro a través de un interfaz neuronal. Bensmaia cree que esta información acercará el uso de estos dispositivos hacia un ensayo clínico en personas.
Y a pesar de que el propio autor reconoce que es sin duda un proceso complicado, cree que hay «argumentos suficientes como para que pensamos que la retroalimentación sensorial sea clínicamente viable». Y, cuando lo logremos, dice, «se habrá dado un paso enorme en la funcionalidad de estos miembros».
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