Prótesis y estimulación neuronal para que amputados vuelvan a sentir calor

Investigadores del Instituto Federal Suizo de Tecnología de Lausana (EPFL) han desarrollado una tecnología que permite a las personas que han sufrido una amputación sentir frío o calor en la mano que les falta. La sensación añadida de retroalimentación de la temperatura es otro paso más hacia la construcción de prótesis biónicas para el cuerpo humano y permitir que los amputados disciernan el tacto. Los siguientes pasos en este espacio son ajustar las sensaciones de temperatura e integrarlas en un dispositivo portátil.

A través de nuestras manos, podemos detectar muchas sensaciones diferentes, como presión, dolor, vibración y temperatura, que son cruciales para que podamos interactuar de manera segura y efectiva con nuestro entorno. Es por ello que la tecnología se centrar en desarrollar prótesis para personas con amputaciones de mano mediante las que se les pueda restaurar la sensibilidad, algo que es posible gracias al uso de sensores artificiales. Un estudio publicado en 'Science' comunica el éxito en este campo mediante la estimulación neuronal directa.

Los investigadores de la EPFL, Silvestro Micera y Solaiman Shokur, han estado desarrollando métodos para incorporar retroalimentación sensorial no invasiva en las prótesis. En el estudio actual, se centraron en proporcionar la sensación de temperatura e hicieron un descubrimiento sorprendente.

Sensación de temperatura en miembros 'fantasmas'

El estudio comenzó con un dispositivo neuro-háptico (MetaTouch) colocado en la piel, originalmente diseñado para conectar el cuerpo con mundos digitales y combinar retroalimentación táctil y de temperatura para aumentar los productos físicos para el bienestar.

En individuos intactos, cuando se colocan objetos fríos o calientes en el antebrazo, sintieron una sensación local de temperatura directamente donde se colocó el objeto. Sin embargo, en los amputados descubrieron que, gracias a esta tecnología, la temperatura que se siente en el brazo restante puede sentirse en la mano que falta.

Los investigadores probaron el dispositivo en un grupo de 27 amputados y descubrieron que 17 participantes informaron sentir la temperatura en sus extremidades residuales. Después, los investigadores desarrollaron un dispositivo llamado MiniTouch que proporciona retroalimentación térmica y está diseñado específicamente para integrarse en dispositivos portátiles como prótesis.

¿Cómo trasmite el sensor la temperatura?

Este dispositivo es un sensor portátil delgado que se puede colocar sobre el dedo protésico de una persona amputada. El aparato detecta información térmica sobre el objeto que se toca, particularmente su conductividad térmica. Por ejemplo, los objetos metálicos naturalmente conducen mejor el calor que los objetos de plástico. Los electrodos térmicos no invasivos (termodos) en contacto con la piel del brazo restante del amputado se calientan o se enfrían, transmitiendo la temperatura del objeto que el sensor está tocando en el miembro 'fantasma'.

En su investigación también descubieron que pequeñas regiones de piel en el brazo residual podrían proyectar sensaciones a partes específicas de la mano 'fantasma', como el pulgar o las puntas del dedo índice, creando "mapas termales de la mano que no está". Estos mapas son únicos para cada participante.

El tacto condude a sentimientos

"La retroalimentación de temperatura es esencial para transmitir información que va más allá del tacto, conduce a sentimientos. Somos seres sociales y la calidez es una parte importante de allo", afirma Micera. "Por primera vez, después de muchos años de investigación en mi laboratorio que demuestran que la información sobre el tacto se puede transmitir con éxito y contemplamos la posibilidad de restaurar todas las sensaciones que puede proporcionar la mano natural", añade.

"Cuando toco el muñón con la mano, siento un hormigueo en la mano que me falta, mi mano 'fantasma'. Pero sentir la variación de temperatura es algo diferente, algo importante... algo bonito", explica Francesca Rossi, una amputada de Bolonia (Italia), y una de los 17 participantes del estudio que sintieron cambios de temperatura en su mano que no está.

"La retroalimentación de la temperatura es una sensación agradable porque sientes la extremidad, la extremidad 'fantasma', por completo. Ya no se siente ausente porque tu extremidad está de vuelta", añadió Rossi.