Mano biónica controlada por el cerebro ofrece el tacto artificial más avanzado a la fecha

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El nuevo dispositivo de interfaz cerebro-computador va “más allá de todo lo que se ha hecho hasta ahora“, afirman los investigadores.

Los científicos se están acercando a algo que no desentonaría en una película de ciencia ficción: miembros biónicos que pueden sentir y transmitir el tacto a sus usuarios.

Investigadores presentaron un sistema de mano biónica que, según se informa, puede reproducir las sensaciones táctiles más complejas vistas hasta la fecha.

Científicos del Grupo de Investigación de Biónica Cortical desarrollaron el novedoso dispositivo de interfaz cerebro-computador (BCI), que fue probado por voluntarios con lesiones de la médula espinal.

A lo largo de una serie de experimentos, los investigadores pudieron traducir y transmitir sensaciones vinculadas al movimiento, la curvatura y la orientación que permitieron a los voluntarios realizar tareas complicadas con su miembro biónico.

Los investigadores dicen que su dispositivo ha logrado ahora un nuevo nivel de tacto artificial.

En los últimos años se han producido algunos avances importantes en la tecnología de prótesis y miembros biónicos, pero estos miembros todavía están muy lejos de aproximarse por completo a la compleja naturaleza del tacto humano.

Algunos científicos han comenzado a utilizar la microestimulación intracortical (ICMS) de la corteza somatosensorial del cerebro para salvar esta brecha, ya que los experimentos han demostrado que dicha estimulación puede producir sensaciones táctiles vívidas en la piel de las personas.

Sin embargo, según el investigador del estudio Giacomo Valle, los primeros intentos con ICMS se han centrado principalmente en reproducir la ubicación y la intensidad de la sensación.

Pero hay mucho más que implica sentir algo que solo esos dos aspectos.

“Si bien la ubicación y la fuerza del contacto son componentes críticos de la retroalimentación, el sentido del tacto es mucho más rico que esto, y también transmite información sobre la textura, las propiedades del material, los contornos locales y el movimiento de los objetos sobre la piel.

Sin estas ricas sensaciones, el tacto artificial seguirá siendo muy pobre”, dijo Valle.

En su nuevo estudio Valle y su equipo creen que han dado un paso crucial más con ICMS.

Los investigadores reclutaron a dos personas con lesiones en la médula espinal para sus experimentos.

Primero, se les colocaron implantes cerebrales a los voluntarios en las regiones sensoriales y motoras del cerebro que controlan las manos y los brazos.

A través de estos implantes, los investigadores registraron y luego descifraron los diferentes patrones de actividad eléctrica producidos por los cerebros de los voluntarios mientras pensaban en usar sus extremidades paralizadas.

Luego, los voluntarios fueron conectados a un dispositivo BCI que actuaba como una extremidad biónica.

Con solo sus pensamientos, los voluntarios podían controlar la extremidad, que estaba equipada con sensores que se comunicaban con los implantes cerebrales.

Luego, los investigadores pudieron traducir y enviar sensaciones más complejas relacionadas con el tacto a través de la extremidad biónica a los implantes cerebrales de los voluntarios.

“En este trabajo, por primera vez, la investigación fue más allá de todo lo que se había hecho antes en el campo de las interfaces cerebro-computadora: transmitimos sensaciones táctiles relacionadas con la orientación, la curvatura, el movimiento y las formas 3D a un participante que usaba una extremidad biónica controlada por el cerebro“, dijo Valle, un investigador de biónica en la Universidad Tecnológica de Chalmers.

“Hemos encontrado una forma de escribir estos ‘mensajes táctiles’ mediante microestimulación utilizando los diminutos electrodos del cerebro, y hemos descubierto una forma única de codificar sensaciones complejas.

Esto permitió una retroalimentación sensorial y una experiencia más vívidas al utilizar una mano biónica”.

Los voluntarios no sólo podían sentir sensaciones más estratificadas, como tocar el borde de un objeto, sino que estas sensaciones se sentían como si vinieran de sus propias manos.

La información adicional también pareció facilitar a los voluntarios la realización de tareas complejas con la extremidad biónica con mayor precisión, como mover un objeto de un lugar a otro.

Y es esta riqueza, dijo Valle, la que “es crucial para lograr el nivel de destreza, manipulación y una experiencia táctil altamente dimensional típica de la mano humana”.

Esto todavía es una etapa temprana, señalan los investigadores.

Se necesitarán sensores más complejos y tecnología robótica, como piel protésica, para capturar realmente las sensaciones que los investigadores ahora pueden codificar y transmitir a un usuario, dice Valle, y también se necesitarán implantes cerebrales más avanzados para aumentar la variedad de sensaciones que se pueden estimular.

Pero Valle y su equipo tienen la esperanza de que se puedan lograr tales avances y que una extremidad biónica que parezca realmente humana esté dentro del ámbito de las posibilidades.

“Aunque aún quedan muchos desafíos por delante, este último estudio ofrece evidencia de que el camino para restaurar el tacto se está volviendo más claro.

Con cada nuevo conjunto de hallazgos, nos acercamos a un futuro en el que una parte del cuerpo protésica no sea solo una herramienta funcional, sino una forma de experimentar el mundo”, dijo.

La siguiente fase inmediata de la investigación de Valle y su equipo será probar sus sistemas BCI en entornos más naturales, como los hogares de los pacientes.

Y su objetivo final es mejorar la independencia y la calidad de vida de las personas con discapacidad.

Fuente: Science