Prótesis con sentido del tacto

Las prótesis creadas originalmente para sustituir partes del cuerpo perdidas eran enormemente sencillas, como la mano de hierro del general romano Marcus Sergius que perdió la suya en la segunda Guerra Púnica y que le permitíó sostener su escudo y volver al combate. Las piernas de palo y los garfios fueron formas comunes de intentar recuperar la forma y función del miembro perdido, pero no fue hasta el siglo XVI cuando el cirujano y pionero del método científico Ambroise Paré inventó una mano mecánica con bisagras, piernas prostéticas capaces de bloquear las rodillas y arneses especializados. Hacia 1690, el holandés Pieter Verduyn creó los primeros manguitos de cuero para fijar las prótesis al cuerpo.

El gran salto de las prótesis se dio en 2004, cuando Todd Kuiken y Gregory Dumanian describieron una técnica para controlar el movimiento de una prótesis llevando los nervios periféricos cortados a músculos intactos no utilizados. Las señales eléctricas producidas por los músculos podían interpretarse como órdenes para mover prótesis ahora diseñadas con motores pequeñísimos y nuevos materiales, además de estar recubiertas, cuando fuera estéticamente necesario, de piel impresa en 3D que ofrece un aspecto natural no solo agradable a la vista de los demás, sino de gran utilidad para el bienestar psicológico del usuario.

Los impulsos nerviosos que antes se utilizaban para mover músculos en el miembro perdido podían usarse para controlar servomotores y elementos mecánicos en prótesis gracias a sensores y chips informáticos debidamente programados, y empezamos a ver prótesis que sustituían con mayor eficiencia que nunca incluso uno de los elementos clave de nuestra humanidad: la mano.

Si podíamos usar los impulsos nerviosos de salida, ¿sería posible usar los impulsos nerviosos de entrada, los que llevan las muchas sensaciones del tacto, como temperatura, presión, textura, propiocepción -la capacidad de saber dónde en el espacio tenemos un miembro sin verlo- y otras?

A mediados de 2019, la Universidad de Utah anunció que había conseguido que un paciente 'percibiera' la presión a través de una mano prostética llamada 'brazo Luke' en referencia a la mano biónica que se le implanta a Luke Skywalker en la saga de 'Star Wars' después de perderla en un enfrentamiento con Darth Vader en el episodio V.

¿La prueba de fuego? Tomar un huevo con la mano prostética sin romperlo, percibiendo su dureza, su peso, su forma y su tacto.

Para entender cómo esto se ha ido haciendo posible vale la pena resumir cómo funcionan algunos elementos de nuestro sistema nervioso, que son los que los expertos manejan para tratar de hacer realidad esas prótesis capaces de sustituir de manera casi total un miembro tan singular como la mano.

Todos los impulsos nerviosos son iguales. Son potenciales de acción eléctrica que recorren las membranas de las neuronas y se transmiten de una a otra neurona mediante sustancias químicas llamadas neurotransmisores, o eléctricamente. Lo que diferencia a un impulso visual de uno doloroso o de uno auditivo es dónde se origina y a qué parte de nuestro encéfalo llega. Las fibras nerviosas son como cables submarinos, paquetes donde los impulsos originados en cada órgano y lugar del cuerpo están separados de los demás, y cada haz de fibras comunes llegan al mismo lugar de nuestro encéfalo.

Un impulso proveniente de un haz de fibras nerviosas (axones de las neuronas) es interpretado por nuestro encéfalo como si proviniera de donde se originan incluso si el impulso se provocó en otro punto del recorrido del nervio. Eso lo hemos experimentado todos al golpearnos en el codo y sentir que el dolor está en nuestros dedos meñique y anular. Esto se debe a que el nervio cubital que controla en parte los músculos del antebrazo y la mano contiene también las fibras nerviosas que transmiten al cerebro las sensaciones de esos dedos. Para nuestro encéfalo, da igual que el impulso se haya originado en el codo, su interpretación es que los lastimados son nuestros dedos.

De modo similar, si nos presionamos los globos oculares podemos 'ver luces'. El estímulo que activa las células de nuestra retina es la presión, pero al provenir de la retina, lo interpretamos como luz, que es el estímulo habitual de estos receptores.

Así, si conectamos sensores de peso, temperatura, forma (medida, por ejemplo, con la separación de los dedos), etc. a los nervios que originalmente llevaban esa información del miembro perdido al encéfalo, podemos hacer que este 'perciba' esas características. Para ello es necesario calcular con enorme precisión cuánta estimulación debe recibir cada fibra nerviosa para que la interpretación que haga de ella nuestro cerebro sea lo más fiel posible.

En julio de 2019, el mundo se enteraba de que Keven Walgamott, el paciente del equipo de la Universidad de Utah que había perdido el brazo por debajo del codo 17 años antes era capaz de percibir 119 distintas sensaciones de tacto a través del brazo Luke, que podía manipular una uva sin aplastarla, pelar un plátano o ponerse un anillo. Está claro que, sin esas sensaciones de biorretroalimentación, el usuario de una prótesis podría usar una fuerza demasiado pequeña para levantar un objeto determinado o una demasiado grande capaz de hacer daño, por ejemplo, con un gesto tan sencillo como dar la mano.

El avance más reciente fue publicado este mismo año, informando de nuevas prótesis neuromusculoesqueléticas, que se implantan directamente en el hueso y se conectan a los nervios y los músculos para tener la máxima integración posible entre el humano y la máquina. El artículo científico relataba las experiencias de tres pacientes suecos que han vivido varios años con estas prótesis y cómo han funcionado satisfactoriamente en su vida cotidiana personal y profesional sin la supervisión de los investigadores. «Al paso del tiempo», informó el jefe del estudio, Max Ortiz Catalán, «ha mejorado la capacidad de los pacientes para discernir cambios más pequeños en la intensidad de las sensaciones».

Estas prótesis podrían llegar al mercado médico normal en dos años. Y para entonces seguramente habrá otros avances aún más eficaces.