Prótesis con tacto biónico para sentir frío y calor: «Es como tener una conexión con alguien»

Recuperar todos los sentidos es uno de los grandes anhelos de las personas que pierden extremidad. Un hecho que se agudiza más en el caso de las manos. Sentir más allá del simple toque, lograr esa transmisión de sensaciones del roce de una mano con otra: un tacto biónico. «Es como tener una conexión con alguien. A mí me gustaría sentir las manos de mis dos hijos cuando voy por la calle con ellos, cogiéndoles de la mano. Eso sería bonito».

Roberto Renda es una amputado de Roma (Italia). Hace poco participó en un estudio para probar los efectos de la retroalimentación de temperatura directamente en la piel de su brazo residual. Él es uno de los 17 pacientes que han sentido cómo su mano fantasma experimentaba los cambios de temperatura gracias a la nueva tecnología de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL).

«Lo que realmente me impresionó fue cuando Francesco [primer autor del trabajo] se colocó el sensor dactilar en el brazo en lugar de los materiales. Podía sentir la temperatura de su brazo. Era la primera vez en 20 años que podía sentir el calor de otra persona con mi mano fantasma. Sentía como si alguien estuviera tocando la mano que me faltaba», explica Roberto.

La revista Science publica los resultados del trabajo de Francesco Iberite, Jonathan Muheim, Silvestro Micera y Solaiman Shokur que se han afanado en incorporar nuevos estímulos sensoriales a las prótesis para proporcionar un tacto más realista a los amputados, y cuyo último estudio se centra en la temperatura. Llevan trabajando desde 2014 en diferentes características que van sumando a las prestaciones de las prótesis. «Fue sorprendente ver la reacción de los participantes cuando nos colocamos el sensor en la piel durante los experimentos: para ellos la sensación de calor era vívida, real, y cuando se dieron cuenta de que lo que sentían era contacto con otra persona, la emoción se veía en sus ojos», subraya Iberite.

¿Cómo funciona la prótesis?

Si se coloca algo caliente o frío en el antebrazo de una persona intacta, ésta sentirá la temperatura del objeto localmente, directamente en su antebrazo. Pero en los amputados, esa sensación de temperatura en el brazo residual puede percibirse en la mano fantasma que les falta. Sobre esto, Shokur, neuroingeniero científico senior de la EPFL que codirigió el estudio, apunta que «resulta importante que las sensaciones térmicas fantasma son percibidas por el paciente como similares a las experimentadas por su mano intacta».

Al proporcionar información sobre la temperatura de forma no invasiva, mediante electrodos térmicos (también conocidos como termodos) colocados sobre la piel del brazo residual, los amputados afirman sentir la temperatura en su miembro fantasma. Pueden experimentar si un objeto está frío o caliente y distinguir si tocan cobre, plástico o vidrio. Esta investigación es el resultado de una colaboración entre la EPFL, la Escuela de Estudios Avanzados Sant’Anna (SSSA) y el Centro Protesi Inail. La tecnología se probó con éxito en 17 de 27 pacientes.

«Cuando toco el muñón con la mano, siento un hormigueo en la mano que me falta, la mano fantasma. Pero sentir la variación de temperatura es otra cosa, algo importante… algo hermoso», apunta Francesca Rossi, paciente. La proyección de las sensaciones térmicas en el miembro fantasma ha llevado al desarrollo de una nueva tecnología biónica que dota a las prótesis de una retroalimentación térmica no invasiva que permite a los amputados discernir lo que están tocando.

Micera, de la Cátedra Fundación Bertarelli de Neuroingeniería Traslacional de la EPFL y profesor de la SSSA, recalca que «la retroalimentación de la temperatura es esencial para transmitir información que va más allá del tacto, conduce sentimientos de afecto. Somos seres sociales y el calor es una parte importante de ello».

¿Cómo es el actual prototipo: MiniTouch?

Para el estudio, Shokur y Micera desarrollaron el MiniTouch, un dispositivo que proporciona retroalimentación térmica y construido específicamente para su integración en dispositivos wearables como las prótesis. Ésta consiste en un sensor delgado y ponible que puede colocarse sobre el dedo protésico de una persona amputada. El sensor detecta información térmica sobre el objeto que se toca y, más concretamente, su conductividad térmica. Si el objeto es metálico, naturalmente conducirá más calor o frío que, por ejemplo, uno de plástico. Un termodo, que está en contacto con la piel del brazo residual del amputado, se calienta o enfría, transmitiendo al sensor dactilar el perfil de temperatura del objeto que se está tocando.

«Cuando presentamos la posibilidad de recuperar la sensación de temperatura en el miembro fantasma o de sentir el contacto con distintos materiales, obtuvimos muchas reacciones positivas. Y al final conseguimos reclutar a más de 25 voluntarios en menos de dos años», explica Federico Morosato, responsable de organizar el aspecto clínico de los ensayos en el Centro Protesi Inail.

Los científicos descubrieron que pequeñas zonas de piel del brazo residual se proyectan a partes específicas de la mano fantasma, como el pulgar o la punta del dedo índice. Como era de esperar, descubrieron que el mapeo de las sensaciones de temperatura entre el brazo residual y la totalidad de la mano fantasma proyectada es único para cada paciente.

«Nos centramos en las sensaciones térmicas porque creemos que es una de las claves para que la experiencia más realista: cada objeto que tocamos tiene una temperatura; si no la sentimos nos falta algo. Un aspecto muy interesante de nuestra técnica es su intuitividad: en poco en poco tiempo, incluso alguien totalmente novato en este tipo de estimulación eficazmente. Durante el experimento, los sujetos empezaron no sólo a distinguir objetos fríos y calientes, sino también a reconocer distintos materiales aprovechando sus diferencias de temperatura, lo que demuestra el potencial de este resultado», remacha Iberite.

Mayo 20/2023 (Diario Médico) – Tomado de Cirugía Ortopédica y Traumatología – Electrodos térmicos Copyright Junio 2018 Unidad Editorial Revistas, S.L.U.