Cuando una persona opera una prótesis de brazo, especialmente una tecnología controlada por la mente, se vuelve extremadamente difícil tener un control motor completo para hacer cosas como tocar o agarrar.
Un equipo de bioingenieros de los Laboratorios de Ingeniería Neural de Rehabilitación de la Universidad de Pittsburgh ha detallado en un nuevo Ciencias papel cómo la estimulación cerebral que evoca sensaciones táctiles puede hacer que sea más fácil para un usuario operar un brazo robótico controlado por el cerebro.
Tiempo de agarre y transferencia reducido a la mitad
El equipo realizó un experimento que demostró que complementar la visión con la percepción táctil artificial reducía a la mitad el tiempo que tomaba agarrar y transferir objetos. El tiempo medio de 20,9 segundos se redujo a 10,2 segundos.
Jennifer Collinger es coautora principal y profesora asociada de doctorado en el Departamento de Medicina Física y Rehabilitación de Pitt.
“En cierto sentido, esto es lo que esperábamos que sucediera, pero quizás no en la medida en que lo observamos”, dijo Collinger. “La retroalimentación sensorial de las extremidades y las manos es muy importante para hacer las cosas normales en nuestra vida diaria, y cuando falta esa retroalimentación, el desempeño de las personas se ve afectado”.
El participante del estudio
El participante del estudio fue Nathan Copeland, quien se convirtió en el primer individuo en tener pequeños conjuntos de electrodos implantados no solo en la corteza motora de su cerebro, sino también en su corteza somatosensorial, que es un área del cerebro que procesa la información sensorial del cuerpo.
Los arreglos le permitieron controlar los brazos robóticos con su mente y recibir retroalimentación sensorial táctil, que también es similar a cómo funcionan los circuitos neuronales.
“Ya estaba extremadamente familiarizado tanto con las sensaciones generadas por la estimulación como con la realización de la tarea sin estimulación. Aunque la sensación no es ‘natural’, se siente como una presión y un cosquilleo suave, eso nunca me molestó”, dijo Copeland. “Realmente no hubo ningún punto en el que sintiera que la estimulación era algo a lo que tenía que acostumbrarme. Hacer la tarea mientras recibía la estimulación fue como PB&J”.
Copeland estuvo involucrado en un accidente automovilístico que le obligó a tener un uso limitado de los brazos, por lo que se inscribió en un ensayo clínico de prueba de la interfaz cerebro-computadora (BCI) del microelectrodo sensoriomotor. Le implantaron cuatro conjuntos de microelectrodos que fueron desarrollados por Blackrock Microsystems.
El operador de BCI pasó por una serie de pruebas que requerían levantar y transferir varios objetos de una mesa a una plataforma elevada. La retroalimentación táctil se proporcionó a través de la estimulación eléctrica, lo que permitió al participante completar las tareas dos veces más rápido en comparación con la ausencia de estimulación.
Robert Gaunt es coautor principal y Ph.D. profesor asociado en el Departamento de Medicina Física y Rehabilitación de Pitt.
“No queríamos limitar la tarea eliminando el componente visual de la percepción”, dijo Gaunt. “Cuando se restaura incluso la sensación limitada e imperfecta, el desempeño de la persona mejora de manera bastante significativa. Todavía tenemos un largo camino por recorrer en términos de hacer que las sensaciones sean más realistas y llevar esta tecnología a los hogares de las personas, pero cuanto más nos acerquemos a recrear las entradas normales al cerebro, mejor estaremos”.