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Esperanza biónica

Por: Sacnicte Bastida
Reforma
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6 de Julio de 2009

“Podemos reconstruirlo. Tenemos la tecnología". La frase con la que iniciaba el programa televisivo El Hombre Nuclear, de la década de los 70, era pura ciencia ficción.

Hoy, la misma frase puede ser pronunciada seriamente por científicos de todo el mundo dedicados al diseño de órganos y extremidades biónicas.

La biónica es la ciencia que busca reemplazar o mejorar partes del cuerpo utilizando sustitutos mecánicos o electrónicos. Los dispositivos biónicos se diferencian de las prótesis tradicionales en que cuentan con la misma funcionalidad de los originales -o, en ocasiones, la superan.

No sólo piernas y brazos, sino pulmones, corazones, ojos, oídos, huesos y pies pueden ser reconstruidos o sustituidos por prótesis que son tan buenas, o mejores, como los originales. Incluso, algunas se desarrollaron con fines que sobrepasan las fronteras de la discapacidad; quizá un poco más artísticas, pero al final tienen la misma función, suplantar algún órgano perdido.

Ya se acerca el momento en que las prótesis biónicas tengan la misma funcionalidad de las extremidades naturales. Existen prototipos que pueden ser controlados con el cerebro, usando impulsos nerviosos -, el usuario podría mover su brazo o pierna artificial con sólo pensar, del mismo modo en que se hace con uno natural.

Un ejemplo es el sistema BrainGate, que es desarrollado por un equipo que incluye a científicos de la Escuela de Medicina de Harvard, la Universidad Brown, la Universidad Case Western Reserve y el Centro Médico para Veteranos en Cleveland.

El dispositivo consiste de un chip que se implanta en el cerebro, que cuenta con 96 electrodos, y que se conecta inalámbricamente con un segundo chip implantado en un brazo. En el 2007, Emma Freeman, paralizada del cuello para abajo, logró mover su brazo usando el sistema.

Otro proyecto es un experimento realizado por científicos de la Universidad de Pittsburgh, en donde implantaron sensores en el cerebro de un mono, lo que permitió que pudiera mover un brazo biónico a distancia.

Por último y de lo más cercano a la realidad es la mano biónica llamada “i-Limb Hand", hecha con un sistema de control intuitivo que recoge las señales eléctricas que envía el cerebro al músculo de la mano amputada. Las señales son captadas por sensores y procesadas para que los músculos artificiales realicen el movimiento deseado de manera transparente al usuario.

En la actualidad, los científicos están ya no sólo en el desarrollo de prótesis, sino en la conexión sensorial, es decir, que el usuario de una prótesis pueda no sólo controlarla con la mente, sino sentir lo que está tocando o pisando -aunque este reto aún mantendrá a los científicos ocupados durante algunos años, dijo Hugh Herr, profesor del MIT.

La mayoría de las prótesis biónicas ya se encuentran disponibles en el mercado, aunque el precio varía mucho debido a que no basta con comprar el aparato, sino que hacer falta personalizarlo al cuerpo del usuario; también pueden ser necesarios procedimientos médicos para implantarlo adecuadamente. Otros estarán disponibles en los próximos años –la mano i-LIMB de Touch Bionics, estarán en el mercado en el 2010.

¿VENTAJA O DESVENTAJA?

Una prótesis mejora la calidad de vida de quien la usa a tal grado que a veces los reemplazos biónicos pueden considerarse mejores que las extremidades originales.

Oscar Pistorius, con ambas piernas amputadas, utiliza unas piernas de fibra de carbón y es considerado uno de los hombres más rápidos del mundo. Sin embargo, cuando quiso participar en las Olimpiadas de Beijing, la Federación Internacional de Atletas (IAAF) rechazó su propuesta… porque sus piernas artificiales le daban demasiada ventaja.

De acuerdo con el organismo, sus piernas de hojas de metal le permiten recuperar más energía y usar menos oxígeno que un tobillo normal, por lo que está más avanzado.

El de Pistorius no es un caso único. Aimme Mullins, modelo y deportista, quien también perdió ambas piernas, cuenta con más de una docena de diferentes pares de piernas: de cristal, madera, con tacones o sin ellos, que además le dan algunas ventajas sobre quienes tienen piernas naturales. Durante una conferencia dictada en TED este año, relató cómo una de sus amigas expresó celos cuando, después de preguntarle su estatura, Mullins respondió “la que quiera, entre 1.70 y 1.85″.

GRANDES PASOS

Sube y baja sin problemas. Stuart Hughes, productor de la BBC, perdió su pierna cuando cubría la guerra entre Estados Unidos e Iraq en el 2003, y fue unos los primeros ingleses en recibir la prótesis inteligente para el pie llamada Proprio Foot.

La pierna, diseñada por la empresa Ossur, usa sensores y microprocesadores que imitan algunas de las acciones del pie humano. Los sensores detectan si el usuario está caminando al nivel del suelo; cuesta arriba o cuesta abajo o subiendo y bajando
escaleras.ossur.com

Inteligente. La C-LEG es una rodilla modular controlada por microprocesadores. La regulación del equipamiento protésico se realiza mediante software operado a través de una PC que se conecta por medio de Bluetooth con la rodilla.

El software opera con datos previos como peso, altura, largo del pie, cadencia de la marcha y resistencia a la flexión. La C-LEG actualiza 50 veces por segundo ángulos y velocidades. Esta información es recibida por el microcontrolador que ajusta la resistencia requerida para el movimiento.ottobock.com

Para ver más allá. Epiret es un globo ocular biónico creado por el Instituto de Circuitos Microelectrónicos Fraunhofer, que puede restaurar parcialmente la visión en pacientes con ceguera por daños en la retina.

Así, al ser implantado este “ojo biónico", del tamaño de una moneda de 10 centavos, los pacientes serán capaces de ver manchas de luz o formas geométricas, según el estímulo que reciban las células nerviosas. Parecería poco, pero para las personas ciegas es un gran paso.

Epiret comprende el implante apoyado en la retina y una cámara externa integrada en el marco de unos lentes. El sistema convierte las imágenes captadas y las transmite al implante.

Las células nerviosas sanas, inervadas mediante electrodos de estimulación que se apoyan en la retina como pequeñas tachuelas, reciben las señales resultado de las imágenes procesadas. Siempre que no esté dañado el nervio óptico, las señales de la visión llegan al cerebro del mismo modo que cuando los ojos están sanos.fraunhofer.de

LAS LEYES DE LA BIÓNICA

En 1995, Stephane Bedard (foto) , estudiante de postgrado, sufrió un accidente mientras entrenaba para intentar entrar al equipo canadiense de ciclismo de montaña. Aunque sus lesiones no fueron de gravedad, sí tuvo que acudir a un centro de rehabilitación, donde observó los problemas que enfrentaban las personas que habían sufrido amputaciones para adaptarse a las toscas prótesis disponibles.

Bedard, cuyo postgrado era en ingeniería eléctrica, empezó a desarrollar una rodilla biónica, y en 1999 fundó la empresa Victhom Human Bionics para comercializarla.

Pero más allá de su trabajo ingenieril, Bedard sentó las bases para el desarrollo de prótesis biónicas, que resumió en tres leyes que, dijo, están estrechamente ligadas, con la condición adicional de que ninguna de ellas debe sacrificarse a expensas de las otras.

Ley del Vínculo Real. “El sistema se considera un dispositivo biónico si y sólo si el sistema tiene los recursos necesarios para observar continuamente el estado total de la interfaz". En otras palabras, el dispositivo debe sentir y monitorear dónde está y qué está pasando en el exterior.

Ley de Autonomía. “El sistema se considera un dispositivo biónico si y sólo si el sistema tiene los recursos necesarios para enfrentar por sí mismo todos los requerimientos funcionales de la interfaz". Es decir, el dispositivo debe ser capaz de procesar los datos y determinar por sí mismo el movimiento a realizar.

Ley de Adaptabilidad. “El sistema se considera un dispositivo biónico si y sólo si el sistema tiene los recursos necesarios para adaptarse por sí mismo a las perturbaciones que ocurran dentro y fuera de la misma interfaz". Es decir, la prótesis debe tener un sistema robusto, capaz de adaptarse a condiciones cambiantes por sí mismo.

CON TOQUE MEXICANO

Hugh Herr, junto con el grupo de Biomecatrónica del MIT, que incluye al mexicano Ernesto Martínez-Villalpando, realizó el proyecto “Power One". Se trata de una prótesis de pie y tobillo capaz de lograr un mejoramiento en el consumo energético de pacientes con amputación transtibial.

El proyecto fue liderado por el profesor Herr y Samuel Au; mientras que el diseño funcional es de Jeff Weber y Martínez-Villalpando.

Power One permite realizar movimientos inclinados, para subir escaleras y caminar al nivel del suelo. Ya están en proceso de obtener los permisos para comercializarlo.

DAN LA MANO. La prótesis de mano i-LIMB creada por Touch Bionics es controlada por impulsos nerviosos con un sistema de control intuitivo que recoge las señales eléctricas que envía el cerebro al músculo de la mano amputada. Las señales son captadas por sensores y procesadas para que los músculos artificiales realicen el movimiento deseado.