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Comprueban la eficiencia de una pierna biónica para caminar en personas con amputaciones

Una interfaz neuroprotésica permite a una pierna biónica responder al sistema nervioso de personas con amputaciones para caminar más rápido y de forma más natural, según afirma un estudio publicado en Nature Medicine. El ensayo clínico incluyó 14 personas con amputaciones bajo la rodilla: siete de ellas con una pierna biónica, conectada de forma quirúrgica, comparadas con siete personas sin esta interfaz.  

01/07/2024 - 17:00 CEST
 
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Juan de los Reyes - pierna biónica

Juan de los Reyes Aguilar

Jefe del Grupo de Neurofisiología Experimental en la Unidad de Investigación del Hospital Nacional de Parapléjicos, miembro del Servicio de Salud de Castilla-La Mancha (SESCAM) y del Instituto de Investigación Sanitaria de Castilla-La Mancha (IDISCAM)

Science Media Centre España

Una particularidad del movimiento voluntario en personas es que, para realizarlo correctamente, se requiere la información sensorial relativa a la postura y el movimiento en curso (si lo hubiera) que proviene de la misma extremidad que pretendemos mover. Así, en el caso de que decidamos iniciar la marcha, previamente nuestro sistema sensorial de postura y movimiento, denominado propiocepción, informa a la médula espinal y al cerebro de en qué estado está toda la musculatura que controla pierna y pie. Este fenómeno se llama integración sensoriomotora. Es decir, para movernos correctamente es necesario saber de dónde partimos (postura y/o movimiento en curso de la extremidad), así como tener información sensorial de los cambios que suceden durante la ejecución del movimiento. En personas con una amputación de miembro inferior que utilizan una prótesis para una mejor independencia de movimiento en su vida diaria, no se obtiene la información propioceptiva y, por tanto, se interrumpe el procesamiento de integración sensoriomotora. Así, aunque las personas con prótesis pueden realizar el movimiento de andar, pierden la capacidad de ir controlando el movimiento durante la ejecución, ya que no reciben ninguna información sobre cómo se está moviendo la prótesis y su grado de ajuste en la ejecución de movimiento deseado. 

Para resolver este problema, en este trabajo se ha desarrollado una prótesis de miembro inferior que permite adquirir información sobre la ejecución del movimiento y activar nervios con función propioceptiva que aportan información a la médula espinal y, posteriormente, al cerebro. Al incorporar la información propioceptiva, el sistema nervioso central tiene mayor capacidad de regular el movimiento que se quiere realizar con la prótesis. En concreto, se consigue que la biomecánica al andar tenga una ejecución de movimientos más parecida a personas sin daño. Para ello, se incorporan sensores que recogen la información de la presión producida al apoyar y levantar la prótesis del suelo. Además, se obtiene la electromiografía de la contracción muscular en regiones de la pierna preservadas, sobre el nivel de la amputación. Ambos tipos de información se transforman en descargas eléctricas que sirven para activar los nervios propioceptivos de la pierna (situados entre la rodilla y en sitio de amputación). El resultado es que se consigue una ‘prótesis activa’, ya que proporciona información propioceptiva al sistema nervioso central para conseguir una mejor regulación del movimiento. 

Aunque existen prótesis para personas con amputación desde hace tiempo, los modelos utilizados hasta ahora carecían de la capacidad de transmitir información propioceptiva, por tanto, los autores las denominan ‘prótesis pasivas’. El trabajo demuestra que el implante de prótesis activas en personas con amputación consigue la recuperación de la biomecánica cercana a la del movimiento natural (que los autores denominan ‘biomimético’). Además, tuvieron mayor velocidad al andar que personas con prótesis sin sensores propioceptivos. Asimismo, al tener más información propioceptiva, las personas que usaron la prótesis activa mostraron mayor capacidad de actuar ante obstáculos inesperados o la necesidad de cambiar el movimiento de andar a subir una escalera. 

Si bien el resultado supone una mejora para las funciones que pierden personas con una extremidad inferior amputada, el mecanismo que se debe implementar es más voluminoso, pesado y complejo que el de prótesis que sin sensores. Es posible que la apariencia excesivamente aparatosa de la prótesis activa pueda crear rechazo en su uso por parte de algunas personas, siendo las prótesis clásicas más fáciles de llevar y más integradas en la anatomía de la persona, permitiendo vestir con normalidad, etc. Los autores discuten este punto y consideran que quizás pueda suponer un límite al uso extendido de prótesis activas. Por tanto, una de las mejoras previsibles en el diseño de futuras prótesis activas requerirá de la miniaturización de la tecnología; podrá ayudar a reducir el peso y volumen de todo el mecanismo requerido para implantar los sensores y transmitir la información propioceptiva.

No declara conflicto de interés
ES
Publicaciones
Continuous neural control of a bionic limb restores biomimetic gait after amputation
  • Artículo de investigación
  • Revisado por pares
  • Ensayo clínico
  • Humanos
Revista
Nature Medicine
Fecha de publicación
Autores

Hyungeun Song et al.

Tipo de estudio:
  • Artículo de investigación
  • Revisado por pares
  • Ensayo clínico
  • Humanos
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