Nathan Copeland controla el brazo robótico gracias a unos electrodos implantados en su cerebro.
Imagínese poder dirigir un robot desde la distancia utilizando solo su mente. Ahora imagina si puedes sentir sus dedos agarrar el objeto como si fuera tu propia mano.
Los científicos estadounidenses publicaron el estudio en la revista. Ciencias el jueves en el primero del mundo interfaz cerebro-computadora lo que permitió al voluntario con parálisis del pecho hacia abajo realizar esta hazaña.
El equipo dice que su trabajo muestra que agregar un sentido del tacto mejora dramáticamente la funcionalidad de las prótesis en personas con cuadriplejía en comparación con depender únicamente de señales visuales.
“Soy el primer hombre del mundo en tener implantes en corteza sensorial que pueden usar para estimular directamente mi cerebro ”, dijo Nathan Copeland, de 34 años.
“Y luego se siente como si viniera de mi mano”.
‘Super guay’
En 2004, Copeland sufrió un accidente automovilístico que lesionó gravemente la médula espinal sin usar brazos y piernas.
Se ofreció como voluntario para participar en investigary hace seis años se sometió a una cirugía mayor y le implantaron pequeños electrodos en el cerebro.
Dos juegos de 88 electrodos a lo largo de un mechón de cabello están dispuestos en “matrices” que se asemejan a pequeños cepillos para el cabello y penetran profundamente en el cerebro. corteza motoraque impulsa el tráfico.
Menos de 30 personas en el mundo tienen este tipo de implantes, dijo el coautor del estudio AFP Rob Gaunt, profesor asociado del Departamento de Medicina Física y Rehabilitación de la Universidad de Pittsburgh.
Copeland se sentó desde el brazo robótico de metal negro y se le pidió que recogiera una serie de objetos pequeños como rocas, esferas y los colocara en una caja, con los sensores táctiles encendidos o apagados.
La singularidad de Copeland radica en un conjunto adicional de electrodos unidos a su corteza somatosensorial, que percibe y procesa las sensaciones.
“Cuando agarramos objetos, usamos este sentido del tacto de una manera muy natural para mejorar nuestra capacidad de control”, explicó Gaunt.
El equipo desarrolló una interfaz que es ‘bidireccional’, lo que significa que no solo puede ‘leer’ instrucciones del cerebro y enviarlas a la extremidad artificial, sino que también puede ‘escribir’ impresiones desde el dispositivo y transmitirlas.
La idea de enviar comentarios táctiles a Corteza somatosensorial se remonta a décadas, pero hacerlo de forma controlada y comprensible para los circuitos del cerebro ha sido un desafío.
Después de la cirugía en Copeland para instalar los electrodos, el equipo contuvo la respiración.
“Nadie sabía qué esperar porque solo se hizo con monos y no puedes preguntarle a un mono cómo se siente”, dijo Copeland.
Luego llegó el momento de la verdad cuando intentaron enviar su primera señal táctil.
“Fue realmente malo”, recuerda. Les pidió que lo intentaran de nuevo para asegurarse de que fuera cierto.
“Oh, sí, eso es lo que se siente, y fue genial”, dijo.
Gráficos en un brazo protésico paralizado que puede ser utilizado por una persona paralizada y que puede proporcionar retroalimentación táctil.
Dos veces más rápido
Antes de que se pudiera iniciar la interfaz desde brazo robótico, los científicos tuvieron que realizar una serie de pruebas con Copeland.
Primero, tenían que averiguar qué electrodos inducen qué sensación cuando se activan y con qué dedos están asociados para posicionar correctamente la mano del robot.
También lo obligaron a ver videos de un brazo robótico moviéndose hacia la izquierda o hacia la derecha, y grabaron electrodos que se iluminaron cuando se les pidió que “pensara” que lo estaba controlando.
Finalmente es hora de probarlo.
Copeland se sentó junto a un brazo robótico de metal negro y se le pidió que recogiera una serie de objetos pequeños como rocas, esferas y los colocara en una caja, con los sensores táctiles encendidos o apagados.
Pudo completar cada tarea en promedio dos veces más rápido con los sensores encendidos, e incluso pudo realizar tareas más complejas como tomar un vaso y verter su contenido en otro.
“Ese sentimiento me dio la confianza para saber que definitivamente había agarrado bien el artículo y podía recogerlo”, dijo Copeland.
El equipo quiere perfeccionar aún más las prótesis porque “no solo queremos realizar experimentos científicos en el laboratorio, en realidad queremos construir dispositivos que sean útiles para las personas en sus hogares”, añadió Gaunt.
Copeland instaló su interfaz cerebro-computadora en casa cuando la pandemia de COVID cerró la universidad, y usó su tiempo para aprender a dibujar en una tableta e incluso jugar videojuegos.
Lo hace usando su mente para enviar señales directamente a la computadora, en lugar de usar su brazo para presionar botones.
“Es una segunda naturaleza para mí ahora”, dijo.
SN Flesher el al., “Una interfaz cerebro-computadora que produce sensaciones táctiles, mejora el control del brazo del robot”, Ciencias (2021). science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.abd0380
A. Aldo Faisal del Imperial College London, Gran Bretaña y otros, “Putting touch into action”, Ciencias (2021). science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.abi7262
© 2021 AFP