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Piel artificial con sentido

Distinguir cuándo un pañal está mojado o seco y poder sentir si un vaso de café está caliente o frío. Sensaciones tan rutinarias y complejas a la vez que sólo la naturaleza humana logra y que la ciencia intenta imitar, cada vez con más acierto. El último avance en este sentido lo propone un grupo de investigadores de Corea del Sur. Han desarrollado piel artificial capaz de medir la humedad, la temperatura y la fuerza. Variables con las que una persona amputada podría mejorar notablemente su calidad de vida.

Las prótesis que se usan hoy en día, expone Eduardo Rocon, investigador del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), "permiten movimientos muy limitados, abrir y cerrar la mano (para agarrar objetos)". Sin embargo, no facilitan la detección de objetos calientes y fríos y tampoco ayudan a modular la fuerza que requiere sostener, por ejemplo, un plato de plástico u otro de cerámica.

Avances que, a nivel de laboratorio, sí empiezan a superarse. Sin ir más lejos en febrero de este año, la revista Science Translational Medicine presentaba lo que se consideraba un gran logro en el campo de las manos biónicas: una prótesis artificial con retro-alimentación.

Es decir, a través de varios sensores unidos a cada tendón de cada dedo, la nueva mano artificial (probada en un paciente) usaba dichos sensores para comprender el nivel de fuerza que el paciente ejerce cuando agarra un objeto y, en función de si es necesaria más o menos intensidad, enviar una señal eléctrica para estimular los nervios sensoriales con el objetivo de modular dicha fuerza para completar diferentes acciones en tiempo real. Creaba una especie de canal directo de información entre el cerebro de la persona y la prótesis.

Ahora, el artículo que acaba de publicar la revista científica Nature Communications da un paso más allá. El equipo responsable, de la Universidad Nacional de Seúl, ha creado piel artificial para cubrir las prótesis. "La novedad del anterior trabajo no se centraba tanto en sensaciones como en hacer de interfaz con el sistema nervioso. El cerebro interpretaba los mensajes de los sensores como sensaciones de una mano natural", aclara Rocon. En este caso, el objetivo de la investigación es desarrollar piel artificial que permita medir variables como la humedad, la temperatura y la fuerza. Además, la han diseñado flexible, de forma que pueda adaptarse a los movimientos de la mano.

De esta forma, la persona amputada podría modular la presión de los dedos para escribir en el teclado de un ordenador, sentir cuándo un plato está frío o caliente y distinguir cuándo una superficie está mojada o seca.

Incluso podría tocar la piel de un bebé sin que éste se estremeciera. Además de un entramado de sensores y electrodos, esta estructura incluye también un sistema por el que mantiene la temperatura del cuerpo, por lo que si se toca con la otra mano, no notará la fría sensación del metal de la mano biónica.

"Es una novedad, aún más teniendo en cuenta que la estructura tiene elasticidad para adaptarse a los movimientos de la mano", apunta Rocon. Lo ideal, señala este experto al comentar la investigación, sería unir ambos hallazgos.

Uno de los grandes retos en este campo es controlar este tipo de prótesis (manos) de una forma lo más parecida a como se hace naturalmente. Una tarea complicada, sobre todo teniendo en cuenta que la mano "tiene hasta 27 grados de libertad de movimiento", apunta Rocon. Así como en la muñeca tenemos dos grados (la flexión y la abducción), en la mano hay muchas articulaciones y muchas posibilidades de movimiento". De hecho, agrega, "el 30% de la corteza motora está dedicada precisamente a la mano, lo que hace ver la complejidad de la misma".

El segundo reto es la retroalimentación, una línea en la que se ha avanzado con el trabajo presentado en febrero de este año y, en tercer lugar, la investigación también está tratando de salvar los problemas de biocompatibilidad. Al final, el cuerpo tiende a rechazar los sensores implantados. Lo que se hace es "coger el nervio, cortarlo y pegar el electrodo en la cabeza del nervio cortado". Funciona, pero "con el tiempo se reduce la eficacia".

 

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