El brazo robótico que permite a Daniel volver a manipular objetos

Este enorme progreso médico ha sido posible gracias a la primera mano protésica controlada con imanes, una tecnología que permite a los amputados hacer todos estos complejos movimientos sin cables ni conexiones eléctricas, solo con el pensamiento. Para ello, expertos del Instituto de Robótica de la Scuola Superiore Sant'Anna de Pisa colocaron imanes de unos pocos milímetros en su antebrazo. «El desplazamiento del imán inducido por la contracción muscular se traduce en una señal de control para la prótesis», explica a este periódico Christian Cipriani, profesor del centro italiano. En otras palabras, cuando los músculos se mueven siguiendo las órdenes del cerebro, los imanes lo hacen también y un algoritmo los traduce en órdenes para la mano robótica.

El experto asegura que «en el antebrazo hay 20 músculos y muchos de ellos controlan los movimientos de la mano. Muchas personas que han perdido este miembro siguen sintiéndolo como si todavía estuviera en su sitio y los músculos residuales se mueven en respuesta a las órdenes del cerebro». Esto fue lo que permitió a Daniel participar en este innovador proyecto financiado en parte con recursos de la Unión Europea y cuyos resultados han sido publicados en la revista 'Science Robotics'. En su caso, todavía sentía la presencia de su mano y los músculos del muñón respondían cuando quería moverlos.

En la actualidad, las técnicas más utilizadas en las prótesis son sensores de acero inoxidable que se encajan en la prótesis y quedan en contacto con la piel para medir la actividad eléctrica de los músculos. Según Cipriani, la ventaja de los imanes sobre estos dispositivos es «que no requieren energía inalámbrica o cables a través de la piel. Además, en comparación con los sensores totalmente implantables, los imanes tienen pequeñas dimensiones y, como no son sensores de facto, podrían servir como canales de comunicación bidireccionales para la restauración de la retroalimentación sensorial. Finalmente, mientras que la actividad eléctrica muscular proporciona solo una medida indirecta de la fuerza muscular, los imanes podrían permitir una medida directa de la longitud y la velocidad muscular, lo que permitiría correlacionar con precisión la activación muscular con la fuerza».

Operado en abril de 2023, el equipo de médicos instaló los mencionados imanes en el antebrazo. En cada uno de ellos localizaron y aislaron los músculos y comprobaron que el campo magnético estuviera orientado de la misma manera. El de localizar los músculos indicados fue uno de los retos más complejos, según los especialistas, que utilizaron imágenes de resonancia magnética y electromiografía -una técnica para medir la actividad eléctrica de los tejidos- para una mayor precisión. Además, «para facilitar la conexión entre el brazo residual donde se implantaron los imanes y la mano robótica, realizamos un encaje protésico de fibra de carbono que contiene el sistema electrónico capaz de localizar el movimiento de los imanes», relata Cipriani.

Los resultados superaron las expectativas y Daniel pudo, como queda dicho, realizar todo tipo de actividades como coger monedas objetos, abrir frascos, manipular pinzas y controlar la fuerza de sus dedos cuando sostenía objetos frágiles. «Este resultado es el fruto de un camino de investigación de décadas. Por fin hemos desarrollado una prótesis funcional que responde a las necesidades de una persona que ha perdido una mano», destaca el investigador.

Aunque esta tecnología se diseñó en principio para amputados transradiales -por debajo del codo-, como el caso de Daniel, se puede aplicar en casos en que el que la amputación se hiciera por encima del codo y a las piernas. «Por ejemplo, en un amputado transtibial -por debajo de la rodilla-, se podrían implantar imanes en los músculos de la pantorrilla para controlar la dorsiflexión del tobillo de una prótesis motorizada», afirma. Sería aplicable también en exoesqueletos motorizados.