Un amputado consigue sentir en tiempo real con una mano biónica

Nueve años después de un accidente que le provocó la pérdida de su mano izquierda, Dennis Aabo Sorensen, de Dinamarca, se ha convertirdo en el primer amputado en el mundo en sentir en tiempo real con una prótesis de mano sensorial mejorada que está conectada quirúrgicamente a los nervios en el brazo superior.

Silvestro Micera y su equipo de la Escuela Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), en Suiza, y Escuela Superior Santa Anna (SSSA), en Italia, han desarrollado una retroalimentación sensorial revolucionaria que ha permitido a S'rensen sentir de nuevo durante la manipulación de objetos.

Un prototipo de esta tecnología biónica se puso a prueba en febrero de 2013 durante un ensayo clínico en Roma, bajo la supervisión de Paolo Maria Rossini en el Hospital Gemelli (Italia). El estudio, que se publica este miércoles en 'Science Translational Medicine', representa una colaboración llamada 'Lifehand 2' entre varias universidades y hospitales europeos.

"La retroalimentación sensorial fue increíble -describe el paciente, de 36 años-. Podía sentir cosas que no había sido capaz de sentir en más de nueve años"En un entorno de laboratorio con los ojos vendados y tapones para los oídos, S'rensen fue capaz de detectar la intensidad con la que estaba agarrando las cosas, así como la forma y la consistencia de los diferentes objetos que cogió con su prótesis. "Cuando cogí un objeto, podía sentir si era blando o duro, redondo o cuadrado", relata.

Micera y su equipo mejoraron la mano artificial con sensores que detectan información del tacto gracias a la medición de la tensión en los tendones artificiales que controlan el movimiento del dedo y llevando esta medición a una corriente eléctrica. Pero esta señal eléctrica era demasiado gruesa para extenderse por el sistema nervioso.

Por ello, mediante algoritmos informáticos, los científicos transformaron la señal eléctrica en un impulso que los nervios sensoriales pueden interpretar. El sentido del tacto se logró mediante el envío digital de la señal refinada a través de cables en cuatro electrodos que se implantaron quirúrgicamente en lo que queda de los nervios del brazo superior de Sorensen.

"Es la primera vez que se ha restaurado la retroalimentación sensorial en las neuroprótesis y que la ha utilizado un amputado en tiempo real para controlar una prótesis", destaca Micera. "Estábamos preocupados por la reducción de la sensibilidad en los nervios de Dennis ya que no habían sido utilizados en más de nueve años", añade Stanisa Raspopovic, primer autor y científico de la EPFL y SSSA. Estas preocupaciones se desvanecieron conforme los científicos reactivaron correctamente el sentido del tacto de Sorensen.

El 26 de enero de 2013, Sorensen se sometió a una cirugía en Roma, en el Hospital Gemelli, donde un grupo especializado de cirujanos y neurólogos, dirigido por Paolo Maria Rossini, implantó los llamados electrodos transneurales a los nervios mediano y ulnar del brazo izquierdo de Sorensen.

Transmiten señales eléctricas al sistema nervioso

Tras 19 días de pruebas preliminares, Micera y su equipo conectaron su prótesis a los electrodos y a Sorensen todos los días durante una semana entera. Los electrodos ultraprecisos y ultrafinos, desarrollados por el grupo de investigación de Thomas Stieglitz en la Universidad de Friburgo (Alemania), han permitido retransmitir señales eléctricas muy débiles directamente en el sistema nervioso.

Se realizó una enorme cantidad de investigación preliminar para asegurar que los electrodos podrían seguir trabajando incluso después de la formación de tejido de cicatrización tras la cirugía. Además, es la primera vez que se han implantado electrodos de este tipo transversalmente en el sistema nervioso periférico de un amputado.

El estudio clínico proporciona el primer paso hacia una mano biónica, pero una prótesis sensorial mejorada está a años de distancia de estar disponible en el mercado y la mano biónica de películas de ciencia ficción está incluso más lejos. El siguiente paso consiste en la miniaturización de los componentes electrónicos de retroalimentación sensorial para una prótesis portátil.

Además, los científicos pusieron a punto la tecnología sensorial para una mejor resolución táctil y una mayor conciencia sobre el movimiento angular de los dedos. Los electrodos se retiraron del brazo de Sorensen después de un mes debido a las restricciones de seguridad impuestas en ensayos clínicos, aunque los científicos son optimistas con que podrían permanecer implantados y funcionales y sin daños en el sistema nervioso durante muchos años.

La fuerza psicológica, un activo

La fuerza psicológica de Sorensen fue un activo para el estudio clínico. "Yo estaba más que feliz de ser voluntario para el ensayo clínico, no sólo para mí, sino para ayudar a otros amputados también", afirma Sorensen, que perdió su mano izquierda durante la manipulación de fuegos artificiales durante unas vacaciones en familia.

El paciente fue llevado al hospital, donde le amputaron la mano inmediatamente y, desde entonces, ha estado usando una prótesis comercial que detecta el movimiento muscular en el muñón, lo que le permite abrir y cerrar la mano y agarrar objetos. "Funciona como un freno en una moto --explica Sorensen acerca de la prótesis convencional que suele llevar--. Cuando se aprieta el freno, la mano se cierra. Cuando se relaja, se abre la mano".

Sin la información sensorial que alimenta de nuevo en el sistema nervioso, sin embargo, Sorensen no puede sentir y debe vigilar constantemente su prótesis para evitar el aplastamiento del objeto. Justo después de la amputación, el médico, relata Sorensen, le dijo: "Hay dos maneras de ver esto: puede sentarse en un rincón y sentir lástima por usted mismo o levantarse y sentirse agradecido por lo que tiene. Yo creo que usted adoptará la segunda vista". Y así fue, según Sorensen.