Mi mano robótica siente

Imagina que te amputaron una mano hace diez años: la echarías de menos como herramienta o ejecutora de tus órdenes, desde luego, pero eso no es todo; las manos son también nuestros principales informadores sobre la materia y sus texturas, o nuestros grandes órganos del tacto. Científicos del BioRobotics Institute de Pisa, la École Polytechnique Federal de Lausana y otros centros europeos han desarrollado una mano robótica que ha permitido a un usuario —que perdió la mano izquierda hace 10 años— recuperar la sensación del tacto. Por ejemplo, distinguir una pelota de una mandarina.

Más importante aún a medio plazo, el avance dota a los brazos robóticos de un mecanismo esencial —la retroalimentación— para dar precisión a los movimientos que ordena la mente del paciente. Con sensores similares a los utilizados aquí será posible pronto emular otras sensaciones, como la temperatura. La investigación se basa en un solo paciente, pero el consorcio científico europeo proyecta ahora un ensayo clínico.

El paciente es danés, se llama Dennis Aabo Sorensen, tiene 37 años y perdió la mano izquierda hace nueve años en un accidente. Desde hoy es “la primera persona amputada del mundo que ha podido sentir el tacto de su mano prostética, y en tiempo real”, según los científicos de Lausana. Los médicos del equipo conectaron la mano robótica a los nervios del brazo de Sorensen, que estaban intactos. Es el primer éxito de una iniciativa de las universidades y los hospitales europeos llamada Lifehand 2.

Mide y transforma la tensión de los tendones artificiales en pulsos eléctricos

“La retroalimentación sensorial ha sido increíble”, dice el paciente Sorensen, “puedo sentir cosas que no había sido capaz de sentir durante más de nueve años; cuando sujeto un objeto, puedo sentir si es duro o suave, cuadrado o redondo”. Durante las pruebas con los ojos vendados, Sorensen pudo también saber con cuánta fuerza estaba agarrando los objetos, y regularla según las necesidades. Son tareas rutinarias para una mano humana, pero un sobrecogedor salto tecnológico para un brazo robótico.

Los últimos años han presenciado notables avances en la robótica médica, la disciplina que intenta reemplazar los miembros y órganos perdidos por versiones mecánicas, como pantallas de electrodos implantados en la retina, piernas y brazos mecánicos controlados por la actividad cerebral del paciente y el último grito en ciencias de la computación e inteligencia artificial.

Mi mano robótica siente

Mover el cursor de un ordenador o un brazo mecánico con la mente está al alcance de la tecnología actual. Pero si esos movimientos han de tener alguna precisión, se hace imprescindible un mecanismo de retroalimentación (o feedback). Si se trata de una mano robótica, el sistema de retroalimentación esencial es el tacto: percibir la sensación de lo que está tocando la mano, la textura y la resistencia que ofrece al agarrarlo.

De otro modo, incluso con nuestras manos naturales, nos pasaríamos el día rompiendo vasos y dando bofetadas en vez de caricias. Esta es la cuestión esencial que han resuelto Silvestre Micera y sus colegas de Pisa, Lausana, Roma, Friburgo, Essex y la ciudad danesa de Aalborg. Presentan en Science Translational Medicine un esfuerzo conjunto que ha implicado a institutos europeos de robótica, neurología, prostética, ingeniería y bioingeniería, microsistemas, geriátrica y ciencias de la computación. La cooperación científica parece funcionar en Europa cuando los Gobiernos no lo impiden.

La investigación se basa en un paciente pero hay un ensayo

¿En qué consisten los sensores del tacto de la mano mecánica? ¿Por qué Sorensen los experimenta como sensaciones familares, muy parecidas a lo que sentía cuando tenía una mano natural, o a lo que siente con su otra mano? Una parte de la respuesta es que los nervios del brazo a los que se conecta el artilugio siguen enviando sus señales adonde lo hicieron siempre: a las áreas somatosensoriales del córtex cerebral, ese homúnculo deforme que se ve en las ilustraciones neurológicas, y cuya proyección (o mapa) de la mano izquierda sigue intacto nueve años después de la amputación.

Pero la otra mitad de la respuesta es un alarde de tecnología. Implica medir la tensión que generan los ‘tendones’ de la mano artificial, convertirla en una minúscula corriente eléctrica y filtrarla con avanzados algoritmos de computación hasta traducirla como un impulso que los viejos nervios del brazo sean capaces de interpretar. El paciente experimenta todo esto como una sensación simple y natural, pero lo que hay debajo son matemáticas avanzadas. Tal vez similares a las que subyacen a nuestra mente.