Aprender a caminar es difícil de dominar para los niños pequeños; es aún más difícil para los adultos que se están recuperando de un derrame cerebral, una lesión cerebral traumática u otra afección, que requieren meses de fisioterapia intensiva, a menudo frustrante. Con el reciente auge de la robóticaEn la industria del exoesqueleto, cada vez más pacientes están siendo atados a máquinas que aplican fuerzas a sus piernas mientras caminan, empujándolos suavemente para que modifiquen sus movimientos alargando sus zancadas, estirando sus caderas y doblando sus rodillas. Pero todos los pacientes se benefician de¿Este tipo de tratamiento? Un grupo de científicos dirigido por Paolo Bonato, Ph.D., miembro asociado de la Facultad en el Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada en la Universidad de Harvard y Director del Laboratorio de Análisis de Movimiento en el Hospital de Rehabilitación Spaulding, descubrió una advertencia crucialpara exoesqueletos de rehabilitación: los humanos cuyas extremidades inferiores están sujetas a un robot clínico típico solo modifican su modo de andar si las fuerzas robanLas aplicaciones no amenazan su estabilidad al caminar.
En un estudio publicado en el último número de Ciencia Robótica , los investigadores midieron cómo cambió la marcha de los sujetos de prueba en respuesta a las fuerzas aplicadas por un exoesqueleto robótico mientras caminaban en una cinta de correr. Para sorpresa del equipo, los caminantes ajustaron su paso en respuesta a un cambio en la longitud, pero no elaltura, de su paso, incluso cuando la altura y la longitud del paso se alteraron al mismo tiempo. Los científicos creen que esta discrepancia puede explicarse por la dependencia primaria del sistema nervioso central SNC de la estabilidad al determinar cómo adaptarse a una interrupciónen la marcha normal ". Levantar el pie más alto a la mitad de la zancada realmente no lo hace mucho menos estable, mientras que colocar el pie más cerca o más lejos de su centro de masa realmente puede alterar el equilibrio, por lo que el cuerpo se ajusta mucho más fácilmentea esa perturbación ", dice Giacomo Severini, Ph.D., uno de los tres primeros autores del artículo, que ahora es profesor asistente en el University College de Dublín.
De hecho, el cerebro está tan dispuesto a adaptarse a la inestabilidad que gastará una cantidad significativa de energía del cuerpo para hacerlo, muy probablemente porque las consecuencias de caminar tambaleante pueden ser graves: fractura de tobillo, rotura de ligamentos o inclusouna caída desde una altura. Sin embargo, esta priorización de la estabilidad significa que otros aspectos de la marcha, como la altura del pie sobre el suelo o el ángulo de los dedos de los pies, pueden requerir un tratamiento más allá de caminar en un exoesqueleto clínico "., por ejemplo, necesitaría diseñar fuerzas para que el cambio de altura, que el cerebro normalmente interpreta como neutral, se convierta en un desafío para el equilibrio del paciente ", dice Severini. La mayoría de los robots utilizados en entornos clínicos hoy en día no permiten ese tipode personalización
El cerebro parece crear un modelo interno del movimiento del cuerpo basado en el medio ambiente y su marcha normal, y predice efectivamente cada paso. Cuando la realidad difiere de ese modelo es decir, cuando se aplica una fuerza, el cerebro ajusta el cuerpode acuerdo con la longitud del paso para compensar hasta que se elimine la fuerza y el cuerpo vuelva a calibrarse al modelo mental. "Los resultados de nuestro estudio nos dan una idea de cómo las personas se adaptan a las fuerzas externas mientras caminan en general, lo cual es útil para los médicos cuando evalúan silos pacientes responderán a las intervenciones clínicas de robots ", dice Bonato, quien también es profesor asociado en la Harvard Medical School HMS.
"Los resultados de esta investigación son muy importantes desde el punto de vista clínico", coincide Ross Zafonte, DO, Presidente del Departamento de Medicina Física y Rehabilitación del HMS y Vicepresidente Senior de Investigación y Educación de Asuntos Médicos en el Hospital de Rehabilitación Spaulding"Gracias a los avances en nuestra comprensión de las interacciones entre robots y pacientes, como los investigados en este estudio, podemos diseñar una terapia eficaz para la marcha asistida por robot".
"A medida que la población humana envejece, la robótica está desempeñando un papel cada vez más importante en su cuidado y tratamiento", dice Donald Ingber, MD, Ph.D., Director Fundador del Instituto Wyss, quien también es el Profesor de Biología Vascular Judah Folkman.en el HMS y el Boston Children's Hospital, y profesor de bioingeniería en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas SEAS John A. Paulson de Harvard. "Estudiar cómo interactúa el cuerpo humano con los robots no solo puede enseñarnos cómo construir mejores máquinas de rehabilitación clínica, sino tambiéntambién cómo funcionan nuestros propios cuerpos humanos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada en Harvard . Original escrito por Lindsay Brownell. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :