Tocar el piano, enhebrar una aguja o incluso sentir un apretón de manos -con sus matices de calor y presión- son hoy tareas imposibles cuando el propio brazo ha sido sustituido por una prótesis. Pero puede que en un futuro no muy lejano ese sueño se haya convertido en realidad. Los más recientes prototipos de brazos mioléctricos se controlan sólo con el pensamiento y permiten desde pelar un plátano a afeitarse. Sus portadores han recibido el mote más obvio: el hombre y la mujer biónicos. Los expertos creen que es sólo el inicio de la era de la fusión hombre-máquina.
Jesse Sullivan, un electricista de 59 años, perdió ambos brazos hace cinco años tras electrocutarse con un cable de alta tensión. Hoy su brazo derecho es una prótesis convencional pero en su lado izquierdo prueba el brazo robótico más avanzado del mercado, diseñado por el Centro para Extremidades Artificiales del Centro de Ingeniería Neural (NECAL) del Instituto de Rehabilitación de Chicago (RIC). Cuando lo lleva se convierte en el hombre biónico. Le basta con pensar para abrir y cerrar su mano artificial, flexionar el codo o girar el hombro. Puede incluso sentir presión: «Puedo sentir realmente cómo mi mano se abre y se cierra», ha declarado. «Viene a ser como presionar una pelota de tenis».
El pasado septiembre el mismo centro presentó al mundo la contrapartida femenina de Sullivan: Claudia Mitchell, de 26 años y exmiembro del Cuerpo de Marines estadounidense, que perdió un brazo en un accidente de moto en 2004. Mitchel leyó un reportaje sobre Sullivan y se ofreció voluntaria. Ahora prueba un brazo de unos 4,5 kilos construido con la misma tecnología que el de Sullivan, y dice que cuando está en marcha le recuerda al Terminador de Arnold Schwarzenegger. «Es realmente estupendo. Esto no es algo que sale en las películas, está pasando en la vida real», declaraba en rueda de prensa.
La diferencia básica entre los brazos experimentales de Sullivan y Mitchel y los más avanzados del mercado es la manera de control, como explica el propio instituto RIC: «La mayoría de las extremidades artificiales disponibles actualmente se controlan con señales mioeléctricas [señales eléctricas que se producen al flexionar los músculos] procedentes de músculos en el miembro amputado. Este método permite realizar sólo un único movimiento a la vez, dado que los movimientos del codo o la muñeca deben llevarse a cabo en forma secuencial. Es un método de control frustrantemente lento».
«La mayoría de las extremidades mioeléctricas permiten realizar sólo un movimiento por lo que resultan un proceso muy lentos»
Además, las prótesis en el mercado tienen sólo tres motores -y en consecuencia hacer sólo tres movimientos- mientras que el más avanzado brazo del RIC tiene seis motores. Con él, Sullivan y Mitchel pueden controlar movimientos de forma simultánea, lo que les permite, por ejemplo, ponerse los calcetines, coger una botella y beber a morro, afeitarse o doblar un par de medias. Ambos han tenido que dedicar tiempo a entrenarse para usar la prótesis, pero ahora «puedo levantar mi brazo fantasma igual que tú el tuyo», ha afirmado Sullivan.
Redirigir el cableado
Lo esencial de la tecnología desarrollada en el RIC es una técnica quirúrgica para redirigir los nervios. En concreto, los nervios que antes controlaban el brazo amputado son desviados hacia el pecho del paciente y conectados a músculos pectorales sanos; los nervios que controlan esos músculos pectorales son a su vez desconectados. El resultado es que los pectorales se flexionan ya no cuando el paciente piensa mover pectorales, sino cuando piensa en mover el brazo. El siguiente paso hacia el control de la prótesis es totalmente externo, no requiere operación alguna: unos electrodos situados sobre la piel del paciente detectan la señal de los músculos pectorales al moverse, señal que un chip traduce en movimiento.
Tras la operación, seis músculos en el pecho de los pacientes pueden controlar seis motores en el brazo biónico. Los nervios reconectados también pueden enviar información hacia el cerebro. Ahora, cuando se toca el área del pecho sobre los músculos reconectados el hombre y la mujer biónicos sienten el contacto en la mano o el brazo que ya no tienen.
Pero, pese a los avances obtenidos, los investigadores aseguran que hay mucho por mejorar y que se requieren aún muchos ensayos. Como ha declarado Todd Kuiken, director del NECAL y responsable del proyecto, «Jesse rompió 12 tuercas de acero inoxidable en el modelo anterior tratando de echar a andar una máquina cortacésped. Si le dejo llevarse a casa el prototipo, duraría pocos minutos. Todavía necesitamos hacerlo más resistente». Una posible fecha para que el brazo biónico llegue al mercado es 2008.
Coser y tocar el piano
El proyecto del RIC ha recibido financiación de los Institutos de Salud estadounidenses y además, según la revista Newsweek, recientemente ha sido incluido en un programa de la Agencia de Proyectos Avanzados de Investigación en Defensa (DARPA) estadounidense, con un presupuesto de 50 millones de dólares para los próximos cuatro años. El objetivo es hacer una prótesis no más pesada que un brazo humano -unos 3,5 kilos- y que permita 22 movimientos independientes, lo que permitiría a su portador desde enhebrar una aguja a tocar el piano.
Geoffrey Ling, el médico militar que ideó el proyecto tras servir en Iraq y Afganistan reconoce que «hay gente que cree que esto es imposible». Una vía obvia de mejora es lograr cerrar el bucle, de forma que la mano prostética pueda recoger y enviar al cerebro información de presión y temperatura, por ejemplo. El trabajo se ha iniciado ya con Sullivan. Otras mejoras provienen de los materiales y el área de procesado de la información.
En realidad, el puesto de hombre biónico podría estar bastante disputado. El pasado mes de julio la revista Nature publicaba el trabajo con el BrainGate, un sistema desarrollado por la compañía Cyberkinetics que permite a un tetrapléjico controlar el movimiento de un cursor sólo con el pensamiento. El Braingate consiste en un chip de cuatro milímetros de lado -una prótesis neuromotora- que se inserta en la corteza motora del individuo, el área que controla el movimiento voluntario. El chip tiene 100 electrodos más delgados que un cabello humano, que recogen la actividad eléctrica de las neuronas; las señales son procesadas en tiempo real por un ordenador.
Entonces, ¿por qué dedicarse a redirigir nervios para controlar brazos, si se puede implantar directamente un chip en el cerebro? Son abordajes distintos, pero Todd Kuiken (NECAL) cree que el caso de una persona con un miembro amputado es preferible actuar periféricamente y no en el cerebro. «Tocar el cerebro supone varios desafíos», señalaba en rueda de prensa. «Si algo se rompe hay que recurrir de nuevo a la cirugía para arreglarlo. Lo más interesante de esta técnica [la desarrollada en el RIC] es que no estamos implantando nada en el organismo».
Estos dos abordajes junto con otros fueron presentados y analizados el pasado año en la novena Conferencia Internacional de Robótica para la Rehabilitación, celebrada precisamente en el RIC. En ella los expertos mantuvieron un debate sobre preguntas como las siguientes: ¿Qué pasará cuando las prótesis lleguen a ser tan perfectas como los miembros naturales? ¿Y mejores? ¿Querrá la gente ponérselas para mejorar o aumentar sus capacidades, mentales o físicas? ¿Qué problemas éticos se plantearán y cuál deberá ser el papel de los médicos?
«Cuando estos brazos [mioeléctricos] lleguen a ser mejores que sus homólogos fisiológicos las cosas empezarán a ponerse realmente interesantes», señaló Richard Weir, de la Northwestern University. Y Paulo Dario, profesor de robótica biomédica de la Scuola Superiore Sant?Anna, en Pisa (Italia), «plantearse estas cuestiones es legítimo. A través de la conexión entre el cerebro y lo artificial entramos en un área muy compleja que nosotros, por supuesto, abordamos desde un punto de vista técnico, porque queremos resolver un problema». Pero habrá que considerar las implicaciones de un uso indebido, añade.
