El brazo protésico biónico ahora puede seguir las instrucciones mentales del propietario.

Jodie O'Connell-Ponkos perdió su brazo durante el manejo descuidado de una picadora de carne industrial. Sucedió en 1985. Casi de inmediato, recibió una prótesis y la usó durante varios años. Todo este tiempo, la niña odiaba su mano artificial, y una vez que simplemente la tiró. Desde entonces, no ha usado otras prótesis en 20 años.

Ella no es la única que no está demasiado dispuesta a las prótesis. Muchas personas que han perdido una extremidad se niegan a usar extremidades artificiales, por lo que la historia de Jody no está fuera de lo común. Los pacientes amputados rechazan las prótesis convencionales, así como los avanzados sistemas servoaccionados. La tasa de falla de los sistemas modernos, según las estadísticas, alcanza el 75%.

Una de las razones es que varias prótesis nuevas usan materiales modernos, servos potentes y fijaciones mejoradas. Pero el sistema de control de la mayoría de las extremidades artificiales se desarrolló en la década de 1950. Y desde entonces, poco ha cambiado. La mayoría de estas prótesis utilizan sistemas de control bastante simples. Solo los modelos más avanzados están equipados con sensores que pueden medir la actividad eléctrica de la parte restante de la extremidad y responder en consecuencia. Trabajar con este tipo de prótesis requiere una práctica sólida y siguen siendo incómodas.

Este año, O'Connell-Poncos participó en el nuevo programa médico. Le ofrecieron probar un nuevo tipo de prótesis que puede detectar incluso una señal muy débil de terminaciones nerviosas, no solo músculos. Diseñado por una empresa de prótesisCoapt . Este es un sistema biónico que realiza casi todos los movimientos naturales que el propietario de la dentadura acaba de pensar.


La nueva prótesis le permite realizar movimientos complejos que se sincronizan con el movimiento de la otra mano. Arriba, el dueño de la novedad demostró que ahora puede atar su cabello en una cola de caballo, sin ningún problema.

Coapt ingresó al mercado en 2013. Ahora unas 200 personas usan sus prótesis. La prótesis se controla mediante el sistema informático incorporado, que analiza las señales eléctricas recibidas de los músculos y las transmite a la parte mecánica de la prótesis.

La diferencia entre esta prótesis y otros sistemas es la capacidad de reconocer señales para cada movimiento específico. Los desarrolladores de prótesis comparan un sistema mioeléctrico convencional con un sistema de audio. Dicho sistema, dijeron, solo puede determinar el volumen de la música, pero no reconoce canciones individuales. También lo son las prótesis comunes: perciben la señal, pero no distinguen de qué movimiento es responsable la señal.

Sin embargo, la nueva prótesis "comprende" que esta señal eléctrica debe ser activada por los dedos, y esta, por la muñeca. Como resultado, el brazo protésico funciona de acuerdo con los pensamientos del usuario. Si decidió tomar algo en la mano, la prótesis responde automáticamente a la señal. Si el dueño de la prótesis quiere corregir el cabello, el sistema cumple con la intención del dueño. Como se mencionó anteriormente, el dispositivo de Coapt actúa sincrónicamente con la otra extremidad, para que pueda realizar acciones coordinadas con su mano nativa y artificial.

Pronto, Coapt lanzará una prótesis más avanzada de la segunda generación. Este año, la compañía recibió el derecho de usar tecnología desarrollada en la Universidad de Purdue.. Le permite leer señales eléctricas directamente de la piel y luego convertir estas señales en comandos del sistema mecánico de la prótesis.

Coapt no es la única compañía que desarrolla prótesis biónicas complejas que responden a la intención de una persona de hacer algo. No hace mucho tiempo, Melissa Loomis, que vive en Canton (Ohio, EE. UU.) Recibió una prótesis compleja de DARPA.


A diferencia del sistema anterior, esta prótesis no solo responde a un impulso mental de acción. La persona que utilizó el desarrollo DARPA puede incluso sentir un toque sobre el tema. Loomis siente cuatro de los cinco dedos de su mano artificial, así como una palma.

La prótesis misma consta de dos partes: un transceptor conectado a las terminaciones nerviosas del hombro de la mujer y la prótesis misma con un receptor de señal. Tan pronto como Loomis decide mover su miembro, el receptor recoge las señales en las terminaciones nerviosas, las decodifica y las pasa a la prótesis. La prótesis biónica responde en consecuencia, activando uno u otro servosistema. Resultado: la mano artificial se mueve.

Para trabajar con la prótesis DARPA, fue necesario implantar alrededor de 100 contactos diferentes en el hombro que conectan las terminaciones nerviosas del hombro con un transceptor y varios sensores de temperatura.

Otra prótesis biónica probada el año pasado hace frente a las escaleras. Fue desarrollado en un laboratorio de investigación en el Instituto de Rehabilitación en Chicago. La pierna protésica determina automáticamente el tipo de acción que el propietario de la pierna protésica está a punto de realizar.

Para esto, el sistema de prótesis de computadora lee las señales electromiográficas utilizando electrodos ubicados en cada uno de los 9 músculos residuales de la extremidad restante. Después de eso, 13 sensores mecánicos se integran en la prótesis. Un algoritmo especial reconoce señales, analiza patrones y el sistema comienza a actuar según la situación.



El año pasado, se introdujo otra pierna protésica impulsada por el pensamiento, llamada MyoElectric Sensor (IMES) .

Los especialistas que trabajan en prótesis biónicas complejas afirman que el principal obstáculo para crear sistemas más avanzados de este tipo no es la complejidad de las partes mecánicas y electrónicas de la prótesis. El principal problema es la lectura de las señales que emite el cerebro. Por ejemplo, si una persona quiere levantar una mano, se activan alrededor de 500 millones de neuronas en su cerebro. Los científicos pueden recibir y analizar la señal simultánea de un máximo de varios cientos de tales neuronas. "Tenemos muchas cosas en la cabeza, pero hay muy pocas herramientas disponibles para analizar todo esto", dice el profesor McLaughlin, uno de los participantes en el proyecto Modular Prosthetic Limb (MPL).

Incluso los sistemas más avanzados como el MPL o la prótesis Coapt utilizan un conjunto de movimientos predefinidos. Por ejemplo, señalar con un dedo, apretar el puño, trabajar con un cepillo y otros movimientos son solo de 6 a 8. Una mano común es mucho más funcional que cualquiera de las prótesis modernas más avanzadas. Pero cada mes hay sistemas nuevos, más complejos y avanzados. Entonces, antes de la aparición de un brazo mecánico completo, tal vez no quede mucho tiempo.

Source: https://habr.com/ru/post/es397861/