REVOLUCIÓN EN PRÓTESIS ROBÓTICAS: IMPULSOS NERVIOSOS Y ELÉCTRICOS

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Juan Cardenas

Las prótesis robóticas han dado un salto cualitativo con el uso de impulsos nerviosos y eléctricos, mejorando significativamente la calidad de vida de las personas con amputaciones. Estas innovadoras tecnologías están diseñadas para integrarse con el sistema nervioso del usuario, permitiéndoles controlar los movimientos de la prótesis de una manera más natural y eficiente.

Prótesis Neurales: Controladas por el Cerebro

Las prótesis neurales, también conocidas como controladas por el cerebro, representan un avance significativo en el campo de la biomedicina y la ingeniería robótica. Estas prótesis utilizan electrodos implantados en los nervios periféricos, músculos residuales o en la corteza cerebral del usuario. Los electrodos capturan las señales eléctricas generadas por los impulsos nerviosos, que luego son enviadas a un procesador que las traduce en comandos para la prótesis. Este procesador utiliza algoritmos avanzados de aprendizaje automático para interpretar correctamente las intenciones del usuario a partir de las señales nerviosas.

Las prótesis neurales permiten a los usuarios controlar las prótesis de manera intuitiva y natural, similar a cómo controlan sus extremidades biológicas. Ofrecen una mayor precisión y velocidad en los movimientos en comparación con las prótesis mecánicas tradicionales. Además, algunas prótesis avanzadas incluyen sistemas de retroalimentación táctil, que devuelven sensaciones al usuario, mejorando la percepción y el control de la prótesis.

Sin embargo, las prótesis neurales enfrentan desafíos significativos. Es crucial garantizar que los electrodos y otros componentes sean biocompatibles y no causen daños o reacciones adversas en el cuerpo. El desarrollo de interfaces más eficientes y menos invasivas que puedan captar señales neuronales con alta precisión es una prioridad. Además, estas tecnologías pueden ser costosas y su accesibilidad es limitada, especialmente en países en desarrollo.

Prótesis Mioeléctricas: Controladas por Impulsos Eléctricos

Las prótesis robóticas accionadas con impulsos eléctricos, conocidas como prótesis mioeléctricas, funcionan mediante la detección de las señales eléctricas generadas por los músculos del usuario. Estas señales mioeléctricas son generadas cuando los músculos se contraen y pueden ser capturadas por sensores colocados en la superficie de la piel. Este tipo de prótesis es comúnmente utilizado para personas con amputaciones de extremidades superiores, como brazos y manos.

Los sensores colocados en la superficie de la piel, sobre los músculos residuales del miembro amputado, detectan las señales eléctricas generadas por las contracciones musculares. Las señales mioeléctricas capturadas se envían a un microprocesador dentro de la prótesis, que utiliza algoritmos para interpretar las señales y determinar la intención del usuario. Basado en la interpretación de las señales, el microprocesador envía comandos a los actuadores dentro de la prótesis, que luego ejecutan los movimientos deseados, como abrir y cerrar una mano, girar una muñeca, o flexionar un codo.

Las prótesis mioeléctricas permiten a los usuarios controlar la prótesis de una manera intuitiva, utilizando las mismas señales que usaban para controlar su extremidad biológica. Ofrecen una mayor funcionalidad y destreza en comparación con las prótesis mecánicas tradicionales. Sin embargo, requieren un ajuste preciso y una calibración regular para asegurar que los sensores capten correctamente las señales musculares. Las señales mioeléctricas pueden ser susceptibles a interferencias de otros dispositivos electrónicos o de la actividad muscular no intencionada, y estas prótesis pueden ser costosas y requieren mantenimiento regular para garantizar su correcto funcionamiento.

Avances Recientes en Prótesis Robóticas

Tanto en las prótesis neurales como en las mioeléctricas, se han realizado avances significativos. En las prótesis neurales, se han desarrollado electrodos flexibles que se adaptan mejor al tejido nervioso y reducen la inflamación y el rechazo. Los implantes inalámbricos permiten la transmisión de datos sin necesidad de cables, mejorando la comodidad y movilidad del usuario. La integración de algoritmos de inteligencia artificial ha mejorado la interpretación de señales nerviosas y el aprendizaje continuo del sistema, adaptándose a los cambios en las señales del usuario.

En las prótesis mioeléctricas, el desarrollo de sensores más sensibles y precisos ha permitido detectar señales mioeléctricas con mayor exactitud. Las prótesis multifuncionales pueden realizar múltiples funciones y movimientos complejos, ofreciendo una mayor gama de opciones de uso. El uso de algoritmos de inteligencia artificial ha mejorado la interpretación de las señales mioeléctricas y permitido un control más preciso y adaptativo.

Ejemplos de Prótesis Avanzadas

Entre los ejemplos de prótesis avanzadas se encuentran la DEKA Arm, una prótesis de brazo que utiliza sensores en los músculos residuales para interpretar las intenciones del usuario; la LUKE Arm, desarrollada por DARPA, que permite un control preciso y ofrece retroalimentación táctil; y el sistema NeuroLife, que permite a las personas paralizadas controlar una prótesis utilizando electrodos implantados en la corteza cerebral.

En las prótesis mioeléctricas, se destacan la i-LIMB, una prótesis de mano avanzada que ofrece múltiples modos de agarre y se puede controlar mediante señales mioeléctricas; la Michelangelo Hand, desarrollada por Ottobock, que permite movimientos de la muñeca y dedos, proporcionando una funcionalidad cercana a la de una mano biológica; y la BeBionic, una de las prótesis mioeléctricas más avanzadas, que ofrece una amplia gama de movimientos y capacidades de agarre.

Comparación entre Prótesis Neurales y Mioeléctricas

Las prótesis neurales y mioeléctricas tienen diferencias significativas en su interfaz de control, precisión, velocidad e invasividad. Las prótesis neurales utilizan señales nerviosas o cerebrales, mientras que las mioeléctricas utilizan señales musculares. Las prótesis neurales pueden ofrecer un control más preciso y rápido, ya que las señales nerviosas pueden proporcionar información más directa sobre la intención del usuario. Sin embargo, las prótesis mioeléctricas no requieren cirugía para la implantación de electrodos, a diferencia de algunas prótesis neurales.

En conclusión, tanto las prótesis neurales como las mioeléctricas representan avances significativos hacia la mejora de la calidad de vida de personas con amputaciones o discapacidades motoras. A pesar de los desafíos, la investigación continua promete hacer estas soluciones más accesibles y efectivas, transformando la rehabilitación de personas con discapacidades motoras.

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