Los científicos han desarrollado tecnología de sensor para un brazo protésico robótico que detecta señales de nervios en la médula espinal.
Para controlar la prótesis, el paciente tiene que pensar que está controlando un brazo fantasma e imaginar algunas maniobras simples, como pellizcar dos dedos juntos. La tecnología del sensor interpreta las señales eléctricas enviadas desde las neuronas motoras espinales y las usa como comandos.
Una neurona motora es una célula nerviosa que se encuentra en la médula espinal. Sus fibras, llamadas axones, se proyectan fuera de la médula espinal para controlar directamente los músculos del cuerpo.
Las prótesis de brazo robótico actualmente en el mercado están controladas por el usuario que contrae los músculos remanentes en su hombro o brazo, que a menudo están dañados. Esta tecnología es bastante básica en su funcionalidad, solo realiza uno o dos comandos de agarre. Este inconveniente significa queA nivel mundial, alrededor del 40-50 por ciento de los usuarios descartan este tipo de prótesis robótica.
El equipo en este estudio, publicado en la revista Ingeniería biomédica de la naturaleza por ejemplo, detectar señales de neuronas motoras espinales en partes del cuerpo que no están dañadas por la amputación, en lugar de la fibra muscular remanente, significa que los sensores conectados a la prótesis pueden detectar más señales. Esto significa que, en última instancia, se podrían programar más comandos enla prótesis robótica, haciéndola más funcional.
El Dr. Dario Farina, quien ahora reside en el Imperial College de Londres, realizó gran parte de la investigación mientras estaba en el Centro Médico de la Universidad de Gotinga. La investigación se realizó en conjunto con los coautores del Dr. Farina en Europa, Canadá y los Estados Unidos.
El Dr. Farina, del Departamento de Bioingeniería de Imperial, dijo: "Cuando se amputa un brazo, las fibras nerviosas y los músculos también se cortan, lo que significa que es muy difícil obtener señales significativas de ellos para operar una prótesis".Hemos intentado un nuevo enfoque, moviendo el foco de los músculos al sistema nervioso. Esto significa que nuestra tecnología puede detectar y decodificar señales más claramente, abriendo la posibilidad de prótesis robóticas que podrían ser mucho más intuitivas y útiles para los pacientes.tiempo muy emocionante para estar en este campo de investigación "
Los investigadores llevaron a cabo experimentos de laboratorio con seis voluntarios amputados desde el hombro hacia abajo o justo por encima del codo. Después de un entrenamiento de fisioterapia, los amputados pudieron hacer un rango de movimientos más extenso que el que sería posible usando unprótesis robótica clásica controlada por músculos. Llegaron a esta conclusión comparando su investigación con estudios previos sobre prótesis robóticas controladas por músculo.
Los voluntarios pudieron mover la articulación del codo y hacer movimientos radiales, mover la muñeca de lado a lado, así como abrir y cerrar la mano. Esto significa que el usuario tiene todas las funciones básicas de mano y brazo de un verdaderobrazo.
Se necesitan mejoras adicionales para hacer que la tecnología sea más robusta, pero los investigadores sugieren que el modelo actual podría estar en el mercado en los próximos tres años.
Para participar en el estudio, los voluntarios se sometieron a un procedimiento quirúrgico en la Universidad de Medicina de Viena que involucró el cambio de ruta de partes de su Sistema Nervioso Periférico SNP, conectado con movimientos de manos y brazos, a músculos sanos de su cuerpo.En cuanto al tipo de amputación, este cambio de ruta se dirigió al músculo pectoral en el pecho o al bíceps en el brazo, lo que permitió al equipo detectar claramente las señales eléctricas enviadas desde las neuronas motoras espinales, un proceso que el equipo comparaa la amplificación de las señales.
Para crear la tecnología, los investigadores decodificaron y mapearon parte de la información en señales eléctricas enviadas desde las células nerviosas redirigidas y luego las interpretaron en modelos de computadora. Estos modelos se compararon con modelos de pacientes sanos, lo que les ayudó acorroborar los resultados. En última instancia, los científicos quieren descifrar el significado detrás de todas las señales enviadas por estas neuronas motoras, para que puedan programar una gama completa de funciones de brazo y mano en la prótesis. Esto significaría que el usuario podría usar la prótesis casitan perfectamente como si fuera su propio brazo.
El equipo luego codificó señales específicas de neuronas motoras como comandos en el diseño de la prótesis. Luego conectaron un parche sensor en el músculo que había sido operado como parte del procedimiento de reenrutamiento, que estaba conectado a la prótesis. Los amputadostrabajó con fisioterapeutas para que pudieran aprender a controlar el dispositivo pensando en comandos específicos de brazo fantasma y mano.
Esta investigación ha llevado al equipo al final de la etapa de prueba de concepto con pruebas de laboratorio. El siguiente paso consistirá en ensayos clínicos extensos con una sección transversal mucho más amplia de voluntarios para que la tecnología pueda ser más robusta.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Imperial College de Londres . Original escrito por Colin Smith. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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