La próxima generación de prótesis cerebrales controladas será para todos

Las prótesis se convertirán en «aumentos portátiles» que todos queremos, integrados con nuestra mente y cuerpo.

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«Los llamamos ‘flores'», dice Aldo Faisal. «No es que él lo haga, pero lo hace de todos modos. Es como levantar una taza y extender el dedo meñique … No piensa en eso: él simplemente lo hace «.

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Faisal, profesor titular de neurotecnología en el Imperial College de Londres, habla con DyN Noticias sobre uno de sus “pilotos”: el término que se les da a los atletas con discapacidad que participan en el Cybathlon 2016 en Suiza. Por fuera, Cybathlon se parece a los Juegos Paralímpicos. Todos los competidores, o pilotos, luchan con algún grado de discapacidad, ya sea amputación, parálisis o movimiento restringido como resultado de una lesión en la médula espinal. Pero hay una diferencia fundamental: cuando los Juegos Paralímpicos son atletas profesionales, el objetivo del Cybathlon es mostrar que la próxima generación de prótesis puede funcionar para cualquier persona.

El equipo de Faisal, que compara con la Fórmula Uno, con pilotos como pilotos y los investigadores e ingenieros del Imperial College de Londres como equipos profesionales, se llevó a casa una medalla de plata en la carrera de estímulo de la bicicleta eléctrica funcional. Kevin se ha convertido en la etapa final de la carrera de prótesis de brazo, que pone a prueba el agarre y la velocidad con la que los pilotos pueden manipular objetos con sus manos protésicas.

«En 2015 fuimos contactados por los organizadores de Cybathlon, preguntándonos si estábamos interesados ​​en participar», dice Faisal. «Inmediatamente dije que sí. [It was appealing because it provided the opportunity for] empoderamiento de las personas con discapacidad – personas paralizadas, amputadas – y presentar este empoderamiento a una audiencia más amplia. «

Desde el primer día, Faisal incluyó a estudiantes y usuarios finales, atletas paralizados, en su investigación. Pero el florecimiento de Kevin fue inesperado y es emblemático del trabajo que están haciendo Faisal y su equipo en el Imperial College de Londres. Mediante la ingeniería inversa de los procesos que usa el cerebro para controlar el movimiento, la misión de su equipo es crear prótesis que eviten casi por completo la etapa de aprendizaje que los pacientes a menudo experimentan con las extremidades cibernéticas, creando prótesis plug-and-play si lo desea.

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«Estamos interesados ​​en comprender qué algoritmos usa el cerebro humano para controlar el movimiento, para tomar decisiones», dice. «Y, por supuesto, si podemos aplicar ingeniería inversa a estos algoritmos, entonces el camino hacia la implementación es más simple que si intentamos crear inteligencia artificial desde cero.

«Por ejemplo, si tiene una prótesis estándar y quiere tomar una copa, entonces debe concentrarse y enviar impulsos cerebrales a la mano protésica, para que gire 30 grados hacia la derecha y abra la mano 4 cm, luego tienes que pensar en cómo cada dedo se cierra alrededor de ellos y así sucesivamente.

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«Pero no es así como pensamos sobre el movimiento. Cuando quieras tomar una taza, piensa «Quiero tomar la taza» y agárrala. Entonces, aunque pensamos a un nivel mucho más cognitivo, muchas prótesis y tecnologías de rehabilitación funcionan a un nivel mucho más bajo. Queremos llevar mucha de esta inteligencia cognitiva a las propias máquinas, de modo que su mano protésica pueda tomar una taza si le dice a la mano qué taza tomar y todos estos pequeños detalles finitos: cuánto tiene que mover cada articulación de tus dedos, lo suficiente para girar tu muñeca, – [the prosthetic] ocúpate de eso. «

El subconsciente de Kevin, entonces, es más que una mera idiosincrasia: es, en cierto modo, una prueba del concepto de cuán integrada podría estar la próxima generación de prótesis.

El laboratorio de Faisal en el Imperial se divide en dos partes. Por un lado están los neurólogos, que intentan decodificar los procesos que permiten los movimientos instintivos. La otra mitad del laboratorio toma estos hallazgos y los prueba con prototipos protésicos.

Hay obstáculos que superar. Por ejemplo, encontrar la mejor manera de conectar las prótesis con los pacientes «para que no tengan que aprender a operar [their] protésico; Faisal explica: “Una prótesis de brazo debe llevar toda su fuerza. [internally]. No querrás conectarte a una toma de corriente solo para usar tu mano. «

En el pasado, el costo también ha sido un obstáculo. Pero las soluciones que implementó el equipo de Faisal fueron ingeniosas. Usando tecnología pirata de seguimiento ocular junto con componentes estándar (un prototipo temprano incluso usaba periféricos de cámara en una consola de videojuegos), el laboratorio de Faisal creó una interfaz que permitía a los voluntarios en silla de ruedas navegar alrededor de los obstáculos simplemente mirando el camino que quería tomar. Un segundo avance se produjo con el reemplazo de la tecnología mioeléctrica utilizada para traducir las señales de los músculos en movimiento a las extremidades artificiales. Faisal llama a esta tecnología «mioacústica».

«Hemos desarrollado una nueva forma de registrar las señales musculares. Podemos hacerlo unas 100 veces más barato que los métodos convencionales para medir la actividad muscular. Y para eso solo necesitamos micrófonos simples … Cuando los músculos se contraen, vibran como una cuerda. Y puedes escuchar estas vibraciones con micrófonos convencionales.

«Lo que hemos publicado hasta ahora muestra que podemos registrar [muscle signals] con una mejor relación señal-ruido [than myoelectric devices], con la ventaja añadida de que no tenemos una interfaz eléctrica con la piel, lo que significa que puedes usar esto [device] todo el dia. No importa si sudas o no, el contacto sigue siendo el mismo; es solo sonido. «

Faisal afirma que la tecnología es tan eficaz que los pacientes incluso pueden usarla en la ducha.

Pero las tecnologías que salen del laboratorio de Faisal no comienzan ni terminan con pacientes con discapacidades. Debido a que los dispositivos que crea el equipo no requieren cirugía para ser implantados, Faisal también ofrece un gran mercado para productos de consumo, que se refiere a dispositivos aumentativos, no restaurativos. La gran pregunta aquí no es si la tecnología podría funcionar teóricamente, sino, como le dirá cualquiera que haya sido golpeado por adoptar Google Glass antes, cuánta privacidad están dispuestos a renunciar los consumidores por la conveniencia de nuevas mejoras portátiles.

«Creo [question] es si continuará o no nuestra aceptación de la falta de confidencialidad ”, dice Faisal. «Si continúa … vivirás en un espacio – en una ciudad y en un país – que está consciente de ti y puede predecir tus acciones futuras en base a los datos que ha recopilado sobre ti, para hacer tu vida más fácil . Probablemente verá anuncios dirigidos a usted, no solo a eso [to your tastes], pero en el momento adecuado, captando el estado de ánimo adecuado para atraerlo a comprar. Tendrá que pensar menos en lo que quiere hacer, pero simplemente diga «Sí, está bien, sí, está bien» como sugerencia. [made by your wearables] para ser mucho mejor ”.

La visión del futuro de Faisal no es entonces uno de los dispositivos impulsados ​​exclusivamente por las necesidades de los pacientes, sino por integraciones portátiles con nuestras mentes y nuestros cuerpos. Pilotos como Kevin y el resto del equipo Cybathlon son una prueba viviente de que estas tecnologías funcionan. La verdadera pregunta es cuánto de nuestros pensamientos y sentimientos estaremos dispuestos a compartir con estos nuevos dispositivos, ya sean médicos o de otro tipo.

¿Quieres saber más? Aldo Faisal hablará en la conferencia DyN Noticias Health de este año en Londres. Únase a cientos de personas influyentes y líderes en salud, farmacéutica y tecnología en el cuarto evento anual el 9 de marzo en Euston Square 30. Compre boletos y obtenga más información aquí.

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