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Cómo hackear redes neuronales puede ayudar a los amputados a romper un huevo sin problemas

Romper un huevo es un desafío: aplica demasiada presión y la cáscara se rompe, aplica muy poco y no se romperá. Para los amputados, esas tareas que involucran cantidades "correctas" de presión son casi imposibles debido a la incapacidad del cuerpo para recibir retroalimentación de los dispositivos protésicos. Ahora, una nueva investigación está ayudando a dos hombres con amputaciones a sentir presión táctil, un avance que algún día podría cambiar la forma en que los dispositivos protésicos funcionan con el cuerpo.

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El estudio, publicado hoy en la revista Science Translational Medicine, detalla un nuevo tipo de brazo protésico que integra electrodos sensibles al tacto en el sistema nervioso del cuerpo. Los investigadores utilizaron el dispositivo para aprender más sobre cómo el sistema nervioso transmite información sobre la intensidad táctil (la intensidad del tacto) al cuerpo.

Dos hombres con amputaciones fueron equipados con el sistema protésico, que incluye sensores de presión en la mano protésica y un estimulador que transmite esa información de presión a los brazaletes de electrodos implantados alrededor de tres conjuntos de nervios que controlan el movimiento de la mano. Cuando los hombres usan sus manos protésicas, envían impulsos eléctricos con información sobre la presión directamente a los nervios que controlan las manos, que a su vez estimulan el cerebro. El cerebro luego interpreta la información de intensidad enviada por los electrodos.

Durante una serie de pruebas, los investigadores descubrieron que sus sujetos pueden diferenciar 20 niveles de intensidad táctil. No solo pudieron distinguir entre niveles de intensidad similares, sino que también pudieron calificar la intensidad del tacto y comparar e incluso igualarlo con la misma intensidad en la mano no protésica.

Dado que los hombres no tienen fibras nerviosas en sus prótesis, estos resultados son un gran problema. Pero aún más importante, los investigadores utilizaron sus observaciones para determinar cómo funcionan realmente las respuestas neuronales al tacto.

Estos experimentos sugieren que cuando se trata de neuronas activadas por el tacto, tanto la velocidad de disparo como el número activado entregan información sobre lo que está sucediendo. Esa información abre formas potenciales de que las prótesis futuras puedan incorporar mejor la información táctil, lo que sería un golpe para los amputados.

"Cuando pierdes el sentido del tacto, tienes que usar uno de los otros sentidos para establecer una conexión con el objeto que estás recogiendo", Jared Howell, director de ortopedia y prótesis en el Baylor College of Medicine que no participó en el estudio, le dice a Smithsonian.com.

Howell, que trabaja con amputados en su práctica clínica y dirige investigaciones para crear mejores prótesis, dice que los amputados se ven obligados a confiar en la vista en lugar del tacto, lo que les impide participar plenamente en otras actividades que requieren su sentido de la vista. "De hecho, pierden un nivel de independencia y un nivel de función que de otro modo tendrían", dice.

En el futuro, los investigadores esperan utilizar su trabajo como base para la investigación que podría hacer posible una mejor prótesis o incluso permitir que los robots transmitan información táctil a los humanos. Pero por ahora, las prótesis experimentales están permitiendo a dos hombres hacer tornos complejos, pasear perros y, sí, romper huevos, tareas que una vez parecían insuperables con prótesis no neuronales relativamente torpes.

"Nunca restauraremos la verdadera función hasta que logremos que el cerebro interactúe con el sistema protésico", dice Howell. La investigación recientemente anunciada podría ser un paso vital en ese camino, es decir, si esta tecnología es eventualmente accesible para más de dos personas.

Mientras tanto, los investigadores continuarán descifrando el código sobre cómo el cuerpo interactúa con su sentido del tacto, una neurona (y un huevo) a la vez.

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