Para las personas amputadas que tienen extremidades protésicas, uno de los mayores desafíos es controlar la prótesis para que se mueva de la misma manera que lo haría una extremidad natural. La mayoría de las prótesis se controlan mediante electromiografía, una forma de registrar la actividad eléctrica de los músculos, pero este método solo proporciona un control limitado de la prótesis.
Los investigadores del Media Lab del MIT han desarrollado un enfoque alternativo que creen que podría ofrecer un control mucho más preciso de las prótesis. Después de insertar pequeñas perlas magnéticas en el tejido muscular dentro del residuo amputado, pueden medir con precisión la longitud de un músculo a medida que se contrae, y esta retroalimentación se puede transmitir a una prótesis biónica en milisegundos.
En un nuevo estudio que aparece en Science Robotics, los investigadores probaron su nueva estrategia, llamada magnetomicrometría (MM), y demostraron que puede proporcionar mediciones musculares rápidas y precisas en animales. Esperan probar el método en personas con amputación en los próximos años.
“Nuestra esperanza es que la MM sustituya a la electromiografía como la forma dominante de vincular el sistema nervioso periférico con las extremidades biónicas. Y tenemos esa esperanza debido a la alta calidad de señal que obtenemos de MM, y al hecho de que es mínimamente invasivo y tiene un bajo coste y obstáculo regulatorio", ha explicado Hugh Herr, profesor de artes y ciencias de los medios, director de Biomecatrónica. grupo en el Media Lab, y el autor principal del artículo.
Con los dispositivos protésicos existentes, las mediciones eléctricas de los músculos de una persona se obtienen utilizando electrodos que pueden fijarse a la superficie de la piel o implantarse quirúrgicamente en el músculo. El último procedimiento es muy invasivo y costoso, pero proporciona mediciones algo más precisas. Sin embargo, en cualquier caso, la electromiografía (EMG) ofrece información solo sobre la actividad eléctrica de los músculos, no sobre su longitud o velocidad.
"Cuando usas el control basado en EMG, estás viendo una señal intermedia. Estás viendo lo que el cerebro le dice al músculo que haga, pero no lo que el músculo está haciendo realmente", ha declarado Cameron Taylor, un postdoctorado del MIT y autor principal del estudio.
La nueva estrategia del MIT se basa en la idea de que si los sensores pudieran medir qué están haciendo los músculos, esas mediciones ofrecerían un control más preciso de una prótesis. Para lograrlo, los investigadores decidieron insertar pares de imanes en los músculos. Al medir cómo se mueven los imanes entre sí, los investigadores pueden calcular cuánto se contraen los músculos y la velocidad de contracción.
Usando una serie de sensores magnéticos colocados en la parte exterior de las patas, los investigadores descubrieron que podían determinar la posición de los imanes con una precisión de 37 micrones (aproximadamente el ancho de un cabello humano), mientras movían articulaciones del tobillo. Estas medidas se pueden obtener en tres milisegundos.