¿Cómo funcionan las prótesis biónicas?

Publicado por: Adrián Ruiz
Artículo original: julio 2020

Hace 10 años Emily Singer explicaba en el MIT Technology Review las limitaciones de tecnologías como los brazos robóticos para las personas amputadas. Estas limitaciones van desde los pocos grados de libertad, limitación en los movimientos que se pueden realizar al mismo tiempo, y un control del brazo que solo puede hacerse mediante un esfuerzo consciente. En otras palabras, no pueden hacer cualquier otra cosa mientras mueven la prótesis.

Pero en estos 10 año se han logrado grandes avances a pasos pequeños. Hace dos años surgió una investigación publicada por Paul Marasco en la revista Science Translational Medicine sobre cómo se podría lograr que los pacientes de un brazo biónico pudieran sentir y manejar el brazo sin necesidad de verlo, todo gracias a pequeñas estimulaciones mediante vibraciones en determinados músculos del cuerpo.

Y esto nos lleva a la actualidad, ya se está investigando la creación de brazos biónicos con sensibilidad al tacto y con vistas a estar disponibles en los próximos años.

Pero muchos nos lo preguntaremos, ¿cómo funcionan las prótesis biónicas?

Huhh Herr
Huhh Herr, científico e investigador del MIT Media Lab (Massachussetts, EEUU), con las prótesis que se ha diseñado para sí mismo.

Las señales de nuestro cuerpo

Los órganos de nuestro cuerpo funcionan mediante respuestas químicas de carácter orgánico e inorgánico, nuestros músculos se contraen cuando reciben estímulos nerviosos, y dichas contracciones son origen de una señal iónica.

Para ponernos en contexto, los iones son átomos que han ganado o perdido frente a un electrón, por lo tanto están cargados. Habitualmente suelen ser iones de sodio y de potasio que se alternan entre los nervios y los músculos: el sodio nos llega a través de la carne, los lácteos, la sal y los vegetales, mientras que el potasio lo hace solo a través a lácteos y vegetales. El cloruro potásico al ser amargo suele separarse de la sal, y esa es una de las razones principales por las que sentimos dolor muscular cuando el potasio escasea en nuestro cuerpo.

Bien, volviendo a las señales nerviosas, estas se propagan mediante un intercambio entre iones de sodio y de potasio a través de nuestra membrana nerviosa a una velocidad relativamente muy lenta: 10 metros por segundo. ¿Sabes a cuanto viaja una señal eléctrica a través de un cable, por ejemplo, de una lámpara de luz? 300 millones de metros por segundo. Para mover o controlar un órgano de nuestro cuerpo es necesario una serie de señales en una posición y velocidad determinadas. Dicho control se realiza tanto de manera local (inconscientemente) como a través del cerebro (conscientemente).

A día de hoy gracias a la tecnología podemos detectar todas estas señales mediante sensores de posición, presión, velocidad, aceleración, etc. Esta se almacena dinámicamente en un dispositivo que encargado de elaborar un mapa con todos los parámetros de nuestro cuerpo. En este mapa se compara la velocidad capacitiva de las señales de nuestro cuerpo, y se le ordena a la prótesis artificial en qué dirección debe moverse, a qué velocidad, con qué aceleración. En otras palabras, actúa casi como si fuera un órgano real.

Evidentemente la persona que vaya a usar esta prótesis deberá aprender a utilizarla como quien da sus primeros pasos en la vida.

El miedo

El gran hándicap de esta tecnología no es ni más ni menos que nuestro propio cerebro y la forma en cómo se estructuran nuestros pensamientos. El ser humano es instintivo, y el miedo ya sea racional como irracional es parte de nuestra naturaleza.

Actualmente no se puede o al menos no es sencillo de lograr simular los movimientos involuntarios que ejerce nuestro cuerpo ante una respuesta inesperada. En una ocasión ya os explicábamos cómo funciona el horror en el cine, cómo mediante estímulos cerebrales se busca lograr una respuesta estimulada a través de un instinto tan primario como es el miedo y la necesidad de protegernos a nosotros mismos y a quienes nos rodean.

El miedo tiende a ser irracional, pero para controlar una prótesis biónica necesitamos hacer uso de la razón. Y es que a día de hoy las prótesis tanto biónicas como artificiales, no dejan de ser un cuerpo ajeno y extraño al nuestro. El verdadero avance en biotecnología lo tendremos cuando se logre conectar una prótesis a nuestro cuerpo con una conexión natural, instintiva, y que nada tenga que envidiarle a un órgano de verdad.

Aún queda un largo camino por delante pero seguimos avanzando, como ya hemos dicho, a pequeños pasos.

Imagen: Pixabay
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