Hemos actualizado nuestro Política de privacidad para aclarar cómo usamos sus datos personales.

Usamos cookies para brindarle una mejor experiencia. Puede leer nuestro Política de cookies aquí.

Publicidad
Noticias

Mejor pie adelante: la investigación avanzada de extremidades artificiales gana el premio de neuromodulación

Noticias

Mejor pie adelante: la investigación avanzada de extremidades artificiales gana el premio de neuromodulación

Crédito: laboratorio Raspopovic
tiempo de lectura :

El 2021 Science & PINS Prize for Neuromodulation ha sido otorgado al profesor Stanisa Raspopovic , cuyas innovaciones en neurotecnología han dado lugar a una nueva clase prometedora de piernas artificiales que podrían mejorar la calidad de vida de los amputados.

El premio se otorga al autor de un ensayo de 1500 palabras que describe una investigación destacada publicada durante los tres años anteriores. Habló con Raspopovic Redes tecnológicas justo antes de que se anunciara su premio.

extremidades inferiores dejadas atrás


Uno de los hechos notables sobre la investigación de la neuroprótesis es que, a pesar de una gran parte de la investigación que acapara los titulares y se centra en brazos robóticos innovadores, las piernas representan cuatro de cada cinco miembros perdidos. “Creo que el enfoque en la amputación de miembros superiores se debió ala fascinación humana por la mano ", dice Raspopovic. El aumento de la enfermedad arterial periférica, como la diabetes, ha hecho que el número de amputaciones de miembros inferiores supere con creces al de los miembros superiores.

También hay más opciones clínicas disponibles para amputados de miembros superiores. "Puede hacerlo bien con una solución estática o con el uso del brazo residual", dice Raspopovic, mientras que las personas que han perdido una pierna necesitan una prótesis móvil para restaurar la función..



La pierna en la imagen tiene como objetivo mejorar las prótesis tradicionales aumentando la sensación de encarnación que experimentan los usuarios. Crédito: Laboratorio Raspopovic

Raspopovic explica que los avances llamativos anteriores en robótica y diseño mecánico significaron que el cuello de botella en la innovación de prótesis no estaba en cómo funcionaba el dispositivo en sí, sino en cómo se conectaba al cerebro: “Intentamos diseñar un dispositivo que permitieracontacto intuitivo con el sistema nervioso residual ", dice." Esto es lo que quieren los pacientes. No quieren un dispositivo que tengan que entrenar para usar, quieren usarlo de manera intuitiva ".

Su equipo creó un enfoque a medida para el diseño de neuroprótesis que se presenta en su ensayo. En lugar de comenzar con una extremidad amputada, el equipo miró primero las extremidades intactas, estudiando cuidadosamente las conexiones entre el cerebro y los nervios periféricos.exactamente qué nervios contribuían a la marcha y el movimiento normales. Esto les permitió diseñar con mucha precisión electrodos implantados para estimular áreas específicas del sistema nervioso. Al hacerlo, crearon una experiencia sensorial para los usuarios de la prótesis que naturalmente imita la sensación de un cuerpo intactopierna.

"Logramos crear un lenguaje de estimulación que es apropiado para hablar con el sistema nervioso. En realidad, esto tomó una década de investigación", explica Raspopovic.

La "pierna sensora" resultante conecta los sensores de una rodilla y un pie artificiales con el sistema nervioso periférico residual. Un dispositivo controlador externo inalámbrico lee las señales de presión producidas por la prótesis y administra una serie de estimulaciones correspondientes a los nervios del residuo del usuario.pierna.

Al ejecutar un retraso que es imperceptible para el usuario, la pierna de Raspopovic recrea sensaciones naturales de tacto y presión para el usuario. El estudio mostró que la conexión era tan confiable que incluso cuando se le quitó la pierna al usuario, pudieron saber sila extremidad se tocó en diferentes lugares o se flexionó. La capacidad de los usuarios para navegar en terrenos difíciles también mejoró sustancialmente.

Reducir el riesgo de ataque cardíaco


El sistema tuvo beneficios más allá de simplemente restaurar el movimiento. Los amputados que usan prótesis tradicionales sufren de una condición que puede no ser evidente: un mayor riesgo de enfermedad cardíaca provocada por una mayor carga metabólica al caminar. “Sufren porque su biomecánica es irregular,", Dice Raspopovic." Puede ver que incluso cuando están subiendo una escalera, estarán significativamente más fatigados en comparación con un no amputado ". Al restaurar la sensación de andar normal, los usuarios del dispositivo de Raspopovic pudieron controlar de manera más eficientemovimientos y reducir su esfuerzo metabólico.

Los amputados regularmente sufren la carga extraña y a menudo intratable del dolor del miembro fantasma PLP, donde las sensaciones incómodas emanan de un miembro que ya no está allí. El sistema de electrodos implantados de Raspopovic podría ajustarse a una "modalidad de neuro-marcapasos", dondeemitió señales al nervio residual que pudieron reducir el PLP. Al centrarse en la estimulación que imitaba de forma más natural las señales producidas por una extremidad intacta, el ensayo de Raspopovic sugiere que el sistema puede remodelar el sistema nervioso central y periférico para producir un efecto curativo, en lugar desolo analgésico, efecto sobre el PLP.

Pero el mayor beneficio del sistema no es uno que pueda medirse en una escala de dolor o en el número de pasos que caminaron. Más bien, fue la mejora en la forma en que los pacientes veían la extremidad artificial como parte de sus propios cuerpos lo que hizo que elmayor diferencia. Las prótesis tradicionales, a pesar de que normalmente pesan menos de la mitad del peso de una pierna de carne y hueso, a menudo se describen como incómodamente pesadas por los usuarios. El aumento de la carga cognitiva al usar estas prótesis más antiguas muestra que el sistema nervioso lucha para incorporar su nuevo componente biomecánico. Por el contrario, los usuarios informaron mejoras tanto en el "peso" de la extremidad de Raspopovic como mostraron una carga cognitiva reducida al usarlo.

Beneficios para el paciente


Si bien el ensayo de Raspopovic analiza los beneficios sociales de un sistema protésico que podría restaurar el movimiento natural al tiempo que reduce el dolor y la carga cardiovascular, su mayor motivación son los beneficios que sus diseños han brindado a pacientes individuales. Una encuesta distribuida a pacientes que habían usado su sistemamostró una satisfacción generalizada. En respuesta a una pregunta, "¿Qué proporcionaría el mayor beneficio?", un usuario simplemente dijo: "Esta prótesis, lista".

Raspopovic espera aumentar la financiación del proyecto para que las prótesis estén disponibles para todos los que podrían beneficiarse de él. "Me gusta mucho la parte del trabajo en la que estamos ayudando a alguien. Es lo que nos impulsa hacia adelante. No lo haría".No hago nada en la vida en lugar de este trabajo ”, concluye.

referencia :

Raspopovic, S. Neurorobotics para neurorrehabilitación. Ciencia. 2021; 373 6555. Doi : 10.1126 / science.abj5259

Conozca al autor
Ruairi J Mackenzie
Escritor científico senior
Publicidad