La Universidad de California experimenta con una prótesis biónica antivértigo

El hombre biónico no perderá el equilibrio. Un equipo de la Universidad de California está experimentando con animales una prótesis electrónica que se adhiere al oído y restituye las funciones del sistema vestibular, encargado del equilibrio. El prototipo utiliza un chip con componentes microelectromecánicos, que miden y transmiten los movimientos de la cabeza al nervio del oído. El invento también aumentará las capacidades sensoriales de personas sanas con actividades de alto riesgo como los pilotos de combate.

El sistema vestibular, situado en el oído interno, está formado por tres canales semicirculares dispuestos en los tres planos del espacio y dos órganos sensibles a las aceleraciones. Dentro se halla la endolinfa, un líquido más denso que el agua que con los movimientos de la cabeza se desplaza y estimula unas células sensoriales. El delicadísimo ajuste de esos canales afecta a la percepción del espacio.

La ausencia de esta información provoca visión velada, dificultades de equilibrio y desorientación, vértigo, náuseas, vómitos y otros síntomas que pueden durar minutos o ser más graves e incapacitar de forma permanente al enfermo. Más de 90 millones de norteamericanos han padecido estos trastornos en algún momento de su vida, señala Andrei M. Shkel, director del laboratorio de microsistemas de la Universidad de California. El coste médico del tratamiento excede los 1.000 millones de dólares tan sólo en Estados Unidos. "Los órganos artificiales tendrán numerosas aplicaciones en el futuro", asegura Shkel.

La prótesis biónica utiliza la técnica MEMS (sistemas microelectromecánicos), que permite crear estructuras tridimensionales y dispositivos que miden micrómetros, son muy baratos y consumen muy poco.

Un chip único

Un paso adelante es la tecnología iMEMS, la cual facilita la integración directa de los sensores mecánicos (giróscopos y acelerómetros) junto con la electrónica en el mismo chip. "Es un nuevo paradigma de diseño", comenta Shkel, científico que ofreció recientemente una serie de seminarios en la Universidad Politécnica de Cataluña. "Intentamos construir un chip único que replique la dinámica del órgano natural e incluso lo supere".

El laboratorio de la Universidad de California es uno de los pocos lugares donde se pueden realizar las técnicas iMEMS, desarrolladas en el centro militar Sandia de Estados Unidos.

Los sensores de aceleración de los iMEMS se aplican en numerosos campos, como los airbags de los automóviles. En un vehículo pueden hallarse hasta un centenar de sensores de todo tipo. Hace una década, dice Shkel, era impensable masificar el uso del airbag, porque cada unidad usa varios acelerómetros y cada uno costaba 1.000 dólares. Ahora es posible fabricarlos a un coste de 1,1 dólares por sensor.

Los científicos no pretenden implantar la prótesis, sino que estará adherida a la cabeza. Unos electrodos traducirán las señales y estimularán el nervio vestibular a través del hueso mastoide. Están desarrollando un sistema que integre en el mismo paquete los sensores, la energía y el transmisor.

Los MEMS tienen grandes oportunidades en negocios como la telefonía móvil, donde el 80% de la electrónica se encuentra fuera del chip. "Ahora se podrían integrar todas las funciones en el mismo chip y disminuir su tamaño; además, tal integración beneficia la reducción en el consumo de energía unas cien veces". El laboratorio de Shkel también experimenta estos dispositivos en aplicaciones ópticas y de comunicaciones de alta velocidad.