El nuevo dispositivo, descrito en el último número de Nature Medicine, podría ayudar a las personas con amputaciones en la parte inferior de la pie a a sentir como si la prótesis formara parte de su cuerpo.
"Cuando se le pregunta a un paciente qué es su cuerpo, no incluye la prótesis", explica Hugh Herr, biofísico del MIT y uno de los autores principales del estudio. Para él, este trabajo es algo personal: perdió ambas pie as en un accidente de escalada cuando tenía 17 años. Según explica, vincular el cerebro a la prótesis puede hacer que ésta se sienta más como parte de la anatomía, lo que podría tener un impacto emocional positivo.
La conexión de la interfaz neural a una prótesis requiere dos pasos. En primer lugar, se opera a los pacientes. Tras la amputación de una pie a, quedan porciones de músculo de la espinilla y el gemelo. La operación conecta el músculo de la espinilla, que se contrae para que el tobillo se flexione hacia arriba, con el músculo del gemelo, que contrarresta este movimiento. En este punto también puede colocarse la prótesis. Volver a unir los restos de estos músculos puede permitir que la prótesis se mueva de forma más dinámica. También puede reducir el dolor del miembro fantasma, y los pacientes tienen menos probabilidades de tropezar y caerse.
"La cirugía vale la pena", dice Amy Pietrafitta, una paraatleta que la recibió en 2018. "Siento que he recuperado mi pie a". Pero los movimientos naturales siguen estando limitados cuando la prótesis no está conectada al sistema nervioso.
En el segundo paso, los electrodos de superficie miden la actividad nerviosa desde el cerebro hasta los músculos del gemelo y la espinilla, lo que indica la intención de mover la parte inferior de la pie a. Un pequeño ordenador en la pie a biónica descodifica esas señales nerviosas y mueve la pie a en consecuencia, permitiendo al paciente mover la extremidad de forma más natural.
"Si tienes las extremidades biológicas intactas, puedes subir y bajar escalones, por ejemplo, sin pensar en ello. Es involuntario", dice Herr. "Ése es el caso de nuestros pacientes, pero su extremidad es de titanio y silicona".
Los autores compararon la movilidad de siete pacientes que utilizaban una interfaz neural con la de pacientes que no habían recibido la cirugía. Los pacientes que utilizaban la interfaz neural podían caminar un 41% más rápido y subir superficies inclinadas y escalones. También podían esquivar obstáculos con más agilidad y tenían mejor equilibrio. Y describieron la sensación de que la prótesis formaba realmente parte de su cuerpo en lugar de ser sólo una herramienta que utilizaban para desplazarse.
"Es un planteamiento muy avanzado", afirma Hamid Charkhkar, ingeniero biomédico de la Universidad Case Weste Reserve, que no participó en el estudio. "Nuestras extremidades no son como los zapatos. No las llevamos encima. Están unidas a nuestro cuerpo por huesos, músculos y nervios".
Existen limitaciones. La cirugía puede realizarse durante la amputación o varios años después, pero no funcionará igual de bien para todos los pacientes. Si se realiza más tarde, por ejemplo, los músculos de la parte superior del muslo de algunas personas podrían haberse atrofiado demasiado para que recibieran todos los beneficios.
La cirugía que conecta los músculos de la espinilla y la pantorrilla se ha convertido en el tratamiento estándar del Brigham and Women's Hospital de Boston. Pero los electrodos de superficie que proporcionan a los pacientes un control neural completo de sus extremidades aún están a unos años de implantarse clínicamente. Además, las interfaces neuronales sólo se han utilizado en laboratorio, por lo que será importante saber cómo se comportan en el mundo real.
Herr y su equipo del MIT esperan proporcionar a los usuarios un control aún mayor sobre sus prótesis. En el futuro, es probable que sustituyan los electrodos de superficie por esferas magnéticas, que pueden seguir con más precisión la dinámica muscular.
"Nuestro objetivo es reconstruir cuerpos", afirma Herr. Y para lograr plenamente esa ambición, dice, "la integración neural y la corporeización son nuestro objetivo a largo plazo."