A la edad de 18 años, Nathan Copeland sufrió un brutal accidente de tráfico que le fracturó el cuello. Pasó a ser un tetrapléjico de nivel C5, una de las más graves lesiones de la médula espinal, y perdió la capacidad de controlar su torso y extremidades: piernas, muñecas y manos. Una década después, recuperó la sensación física del tacto a través del uso de una prótesis biónica que le permitió sentir sus dedos y manos por primera vez en años. «A veces es una sensación eléctrica y en otros casos una cierta presión, pero la mayor parte del tiempo puedo sentir todos mis dedos con total precisión», declaró Copeland en 2016. «Siento como si me estuvieran tocando o empujando los dedos».

Fue la primera vez que una persona con parálisis era capaz de experimentar la sensación del tacto a través de la estimulación cerebral. Robert Gaunt, del Center for the Neural Basis of Cognition en Pittsburgh, Pensilvania, y su equipo lo lograron implantando electrodos en el cerebro de Copeland, trabajando en conjunto con su mano robótica y un ordenador conectado. Con los ojos vendados, adivinó cuál de los dedos de la mano robótica estaban siendo tocados en el 80% de los intentos. De hecho, el implante en el cerebro de Copeland le permitía experimentar verdaderas sensaciones. Podía tocar de nuevo.

«Puedo sentir casi todos mis dedos», declaró en aquel momento. «Es una sensación muy extraña».

Grandes avances

Tras siglos de poco progreso, los desarrollos en el campo del diseño de prótesis biónicas como las ensayadas con Copeland han transformado profundamente las vidas de pacientes con parálisis y amputaciones. La tecnología de hoy en día permite un rango de movimientos más avanzado, pero también la irrupción de prótesis controladas por el cerebro.

Las estimaciones realizadas por la Universidad de Stanford revelan que existen 10 millones de personas con miembros amputados en el mundo, incluyendo más de 2 millones en Europa, como consecuencia de la diabetes, los accidentes de tráfico o la guerra. Este número va en aumento, y también lo hace la necesidad de ayudar a aquellas personas con una percepción sensorial fuera de la norma.

Lo que en la práctica puede parecer una simple y modesta mejora de la capacidad de las personas para gestionar su día a día, es en verdad un enorme avance transformador.

«Las pequeñas cosas suelen ser las que más impacto tienen», señala Jay Burkholder, gerente de Mobius Bionics, distribuidor del LUKE Arm de Deka, una sofisticada prótesis de brazo que incorpora 10 movimientos articulares del hombro, codo, manos y dedos. «La mayor afición de uno de nuestros pacientes era pescar. Con este nuevo brazo, podía por fin atar un anzuelo, lo cual significaba mucho para él. Otra persona lloró al abrir una botella; es casi imposible hacerlo con una mano, necesitas las dos manos para desenroscar una tapa».

Según Burkholder, el desarrollo de una interfaz cerebro-ordenador ha progresado a una velocidad extraordinaria. Como consecuencia, el feedback háptico, o feedback sensorial, como también se le conoce, podría estar en el mercado en los próximos cinco años.

«Poco a poco se irá acercando más y más a la realidad», declara. «Las personas podrán llevar una vida completamente normal con un miembro biónico. De hecho, a medida que son más ligeros y con mayores prestaciones, llegará un momento en que serán incluso más fuertes que los miembros humanos. Tenemos exoesqueletos que levantan unas cargas extraordinarias».

Cuellos de botella tecnológicos

Un cuello de botella clave se asocia a las complejidades del tacto, de acuerdo con el Doctor Sliman Bensmaia, profesor asociado e investigador en neuroprótesis de la Universidad de Chicago, cuyo laboratorio ha recibido recientemente una subvención de 3,4 millones de dólares de los Institutos Nacionales de Salud.

Los humanos tienen normalmente entre 10.000 y 15.000 fibras nerviosas para experimentar el tacto, que es la base de nuestra destreza, pero la tecnología actual está limitada a solo unos cientos de electrodos, un número relativamente pequeño.

«En la actualidad, no disponemos de la tecnología necesaria para estos implantes y su longevidad», declara. «Pero a largo plazo, este problema tendrá una solución definitiva. Más pronto que tarde. Aunque también hay desafíos planteados por el cerebro, el cual es el sistema más complejo conocido en el universo hasta ahora».

A pesar de estos obstáculos futuros, existe una próspera industria artesanal investigando diferentes soluciones potenciales.

Diversas soluciones

PSYONIC, una startup con sede en Illinois, está fabricando extremidades biónicas con efectos de piel, que son un 20% más ligeras que el peso medio humano y además, cuestan una décima parte del precio de las materias primas de otras prótesis. Por otro lado, la empresa propiedad del multimillonario Elon Musk, Neuralink, es pionera en el desarrollo de una interfaz que se conecta al cerebro a través de decenas de finos cables y llegará a ser tan pequeña que podrá instalarse dentro del cráneo y transmitir sin cables. Asimismo, Integrum (Suecia), el Doctor Munjed Al Muderis (Australia) y SensArs (Suiza) trabajan colectivamente para realizar avances en este campo.

Esta última empresa estuvo de actualidad el mes pasado por su colaboración con el Instituto Federal Suizo de Tecnología en la conexión quirúrgica de una extremidad mecánica a las terminaciones nerviosas en los muslos de voluntarios, de acuerdo con lo publicado en la revista Nature Medicine. Además de proporcionar mayor resistencia, estabilidad y movilidad, reduce el dolor fantasma en las extremidades que a menudo sufren los amputados.

«Estamos desarrollando mejoras revolucionarias en la tecnología que se convertirán en la característica esencial de la próxima generación», declara Francesco Petrini, cofundador y CEO de SensArs. «Existe un futuro muy prometedor».

Imagen principal: Nathan Copeland. Imagen University of Pittsburgh Medical Center