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Tuesday 16 Apr 2024 | Actualizado a 15:58 PM

Prótesis robóticas e implantes cerebrales frente a la discapacidad

Uno de los avances publicado este año es un exoesqueleto para la mano controlado por el cerebro que permite a personas parapléjicas usar cubiertos y vasos sin ayuda, además sin someterse a una cirugía para implantar el mecanismo en el cerebro.

/ 22 de diciembre de 2016 / 17:11

Nuevas prótesis robóticas de alta sofisticación, implantes cerebrales o impresión de tejidos en 3D. La ciencia avanza para facilitar la vida de las personas con discapacidad en el año en que el diseñador, ingeniero mecánico y biofísico Hugh Herr recibió el premio Princesa de Asturias.

El desarrollo de nuevas prótesis robóticas experimentales, en algunos casos controladas por el cerebro, están permitiendo que personas con extremidades amputadas puedan recuperar, en cierta forma, el sentido del tacto.

Científicos estadounidenses de las universidades de Case Western y Chicago desarrollaron una prótesis que transmite la sensación de tacto para determinar la presión que se tiene que aplicar a un objeto y la probaron con dos pacientes que tienen una mano amputada.

Los ingenieros y científicos recrearon con impulsos eléctricos el modo en que el sistema nervioso interpreta la percepción táctil. Una vez probada, los pacientes destacaron la posibilidad de dar apretones de manos, caricias o manejar objetos.

«Brazos y piernas artificiales que pueden ser controlados por los pensamientos son una gran promesa», según el director de la estadounidense Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada para la Defensa (Darpa), Justin Sánchez.

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  • Man Controls Robotic Hand with Mind. Video: Discovery

El Darpa presentó en septiembre una prótesis robótica conectada directamente al cerebro de un paciente con las manos amputadas, quien durante las pruebas aseguró que sentía como si le estuvieran tocando su propia mano.

Un chip implantado en el cerebro fue también la manera de que un joven tetrapléjico pudiera recuperar la movilidad en los dedos y la mano.

Las investigaciones con sensores que captan la actividad neuronal había permitido hasta ahora transmitir señales cerebrales a brazos articulados externos, pero es la primera vez que se restaura la movilidad en las extremidades de un paciente con parálisis.

A lo largo del año varias han sido las revistas científicas y médicas que han publicado estudios sobre el implante de chips en el cerebro para tratar de recuperar el tacto o la movilidad, ya sea a través de un brazo robótico o con la propia extremidad del paciente.

Uno de esos estudios de la Universidad John Hopkins recogía la experiencia de un joven con un implante cerebral para controlar una prótesis robótica, que le permitió percibir «una sensación natural».

La estimulación de las áreas del cerebro es «segura y las sensaciones evocadas son estables por meses», aunque se necesita aún «mucha investigación» para entender mejor los patrones de estimulación para ayudar a que los pacientes hagan mejores movimientos», explicó uno de los autores del estudio Andrew Schwartz.

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Todas estas técnicas todavía necesitan más investigación como la que realiza Hugh Herr, quien perdió las piernas hace casi dos décadas y este año fue reconocido con el Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica por su contribución al desarrollo y diseño de extremidades biónicas y prótesis robóticas.

El conocido como hombre biónico, cuyas prótesis en las piernas movidas por tres ordenadores y doce sensores le proporcionan absoluta libertad de movimientos, asegura que en 50 años «el cuerpo sintético va a ser dominante en cuanto a extremidades» y será normal ver extremidades artificiales fusionadas con el cuerpo.

Uno de los últimos avances publicado este año es un exoesqueleto para la mano controlado por el cerebro que permite a personas parapléjicas usar cubertería y vasos sin ayuda, además de no tener que someterse a una cirugía para implantar el mecanismo en el cerebro y por su tamaño puede usarse fuera del laboratorio.

Otra técnica con prometedores resultados, pero usada hasta ahora solo en animales es implantar estructuras de tejido vivo fabricadas con una sofisticada impresora 3D.

Un estudio publicado en Nature daba cuenta de este posible avance para la medicina regenerativa, obra del estadounidense Wake Forest Baptist Medical Center, y que sugiere que esas estructuras podrían ser implantadas en el futuro en personas.

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Los expertos imprimieron estructuras cartilaginosas, óseas y musculares «estables» y tras implantarlas en roedores, maduraron hasta convertirse en tejido funcional, al tiempo que desarrollaron un sistema de vasos sanguíneos.

La bioimpresora en 3D sería capaz de fabricar tejido estable a escala humana de cualquier forma y tamaño con una precisión que en un futuro próximo se podría replicar fielmente los tejidos y órganos más complejos del cuerpo humano, aseguraron los autores del estudio.

Hasta ahora, se ha logrado fabricar una oreja de un tamaño apto para bebés capaz de sobrevivir y de presentar signos de vascularización uno y dos meses después de ser implantada. (22/12/2016)

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El proyecto ITER de fusión nuclear toma velocidad a pesar de los retrasos

La fusión nuclear, que ya se ha logrado a pequeña escala reproduce un proceso que se produce en el Sol, con la fusión de los núcleos de dos átomos de hidrógeno (muy abundante en la Tierra).

/ 18 de octubre de 2016 / 11:42

El proyecto ITER, que quiere demostrar la viabilidad de la fusión nuclear como fuente de energía para el futuro, avanza ahora «a toda velocidad», a pesar de los retrasos y aumentos de costes acumulados durante una década.

Las 180 hectáreas sobre las que se levantará el complejo ITER son un espacio de construcción, aunque ya se ven terminados algunos de sus 39 edificios, el más imponente el que servirá para montar el reactor de fusión, en cuyo emplazamiento final se centran ahora los trabajos, como pudo comprobar Efe en las instalaciones de Cadarache (sur de Francia).

ITER no solo significa camino en latín, sino que es el acrónimo en inglés de reactor termonuclear experimental internacional, uno de los mayores proyectos científicos del mundo que cuenta con la participación de la Unión Europea, Estados Unidos, Rusia, Japón, China, India y Corea del Sur, en total 35 países.

Aunque las previsiones eran que el tokamak -la máquina experimental concebida para explotar la energía de la fusión- hubiera empezado a funcionar este año hace tiempo que esa idea se reveló imposible ante los retrasos.

Sin embargo, el proyecto ITER avanza ahora «a toda velocidad», según el título de la presentación que ofreció en una reciente visita de periodistas a las instalaciones de Cadarache su director general, el francés Bernard Bigot, en el cargo desde marzo de 2015.

Entonces se estableció un plan de acción con «un calendario realista y que se cumpliera», así, en los últimos 18 meses se han logrado «los objetivos previstos», dijo.

Mientras las obras continúan, las grandes piezas del tokamak -cada socio se encarga de construir una parte- empezaron a llegar en 2015 y el plan es que en 2025 se ponga en marcha y que funcione a máxima potencia diez años después, fecha que es un reto, «pero técnicamente se puede conseguir».

El plan de acción de Bigot fue refrendado el pasado abril por un equipo de expertos independientes, quienes consideraron que «el proyecto proporciona ahora unas estimaciones creíbles en cuanto a costes y personal».

Y es que, el presupuesto inicial del ITER, hace una década, era de 5.000 millones de euros (5.500 millones de dólares), debido a «un calendario no realista y un apreciación subestimada de los costes», según Bigot, para quien el coste total hasta la puesta en marcha será de unos 18.000 millones (19.800 millones).

Probar que la fusión nuclear que se produce en las estrellas puede lograrse en la Tierra a gran escala no es tarea fácil y para ello se está construyendo el tokamak más grande del mundo.

En el ITER todo parece ser de tamaño XXL. El tokamak tendrá 30 metros de alto y otros tantos de diámetro, un peso de 23.000 toneladas y, albergará 840 metros cúbicos de plasma que alcanzará una temperatura de 150 millones de grados.

Cada una de su piezas, de grandes dimensiones, debe ser fabricada, ensamblada y funcionar «con una precisión propia de la industria relojera», apuntó Bigot, quien destacó la importancia de las innovaciones técnicas para realizarlo.

La fusión nuclear, que ya se ha logrado a pequeña escala reproduce un proceso que se produce en el Sol, con la fusión de los núcleos de dos átomos de hidrógeno (muy abundante en la Tierra).

Para ello en el tokamak -una cámara de vacío- se introduce una pequeña cantidad de hidrógeno que se acelera con campos magnéticos y corrientes eléctricas para lograr un plasma que se calienta hasta lograr la fusión de sus núcleos, liberando así helio -un gas inocuo- y una gran cantidad de energía.

El objetivo es lograr una energía limpia, abundante, segura y barata, para dar respuesta al desafío energético del futuro.

Mark Henderson, uno de los físicos que trabajan en el ITER hizo hincapié en la importancia de la fusión como energía del futuro y recordó las agresiones que se cometen contra el medioambiente con la desforestación, los residuos químicos o el constante aumento de las temperaturas por el calentamiento global.

«Nuestra generación está descuidando el futuro y eso es una vergüenza», pero si se tiene éxito con la producción de energía a través de la fusión se pude dar la vuelta a esa situación. «Lo que hacemos aquí, lo hacemos para la próxima generación», aseguró. (18/10/2016)

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