Pulgar robótico ‘Tercer Pulgar’ cambia la forma en que la mano es representada en el cerebro

Un equipo de investigadores de la Universidad College de Londres (UCL) ha demostrado cómo un pulgar robótico ‘Tercer Pulgar’ puede cambiar la forma en que la mano es representada en el cerebro. Los individuos fueron entrenados para usar un pulgar robótico extra, y les permitió realizar tareas diestras con una mano y dos pulgares.

Según el informe de los investigadores, los participantes cada vez más sintieron que el pulgar era parte de su cuerpo.

Cambiar la forma en que vemos las prótesis

El dispositivo se llama Tercer Pulgar, y fue desarrollado como parte de un proyecto de posgrado en el Royal College of Art. El proyecto tiene como objetivo cambiar la forma en que vemos las prótesis, viendo estas tecnologías como una extensión del cuerpo humano en lugar de un reemplazo.

El diseñador Dain Clode comenzó a desarrollar el dispositivo antes de unirse al equipo de neurocientíficos del profesor Tamar Makin en la UCL. El equipo estaba investigando cómo el cerebro puede adaptarse a la augmentación del cuerpo.

El profesor Makin fue el autor principal del estudio.

“La augmentación del cuerpo es un campo en crecimiento destinado a ampliar nuestras capacidades físicas, pero carecemos de una comprensión clara de cómo nuestros cerebros pueden adaptarse a ella”, dice Makin. “Al estudiar a personas que usan el Tercer Pulgar de Dani, diseñado con inteligencia, buscamos responder a preguntas clave sobre si el cerebro humano puede soportar un miembro corporal extra, y cómo la tecnología podría afectar nuestro cerebro”.

El Tercer Pulgar es de impresión 3D, lo que significa que se puede personalizar. Se lleva en el lado de la mano que es opuesto al pulgar del usuario, y se controla a través de sensores de presión conectados a la parte inferior de sus pies. Los sensores están conectados inalámbricamente al pulgar, y ambos controlan diferentes movimientos del pulgar al responder a los cambios de presión del usuario.

El estudio

El estudio involucró a 20 participantes que fueron entrenados para usar el dispositivo durante un período de cinco días. Se les animó a llevarlo a casa y usarlo en la vida diaria, lo que resultó en dos a seis horas de uso diario. Esos 20 participantes se compararon con un grupo de control de 10 participantes adicionales que usaron una versión estática del dispositivo.

El entrenamiento involucró tareas que ayudaron a aumentar la cooperación entre la mano y el pulgar, incluyendo recoger varias bolas o copas de vino con una mano. Los usuarios demostraron la capacidad de aprender rápidamente, y el entrenamiento les ayudó a mejorar con éxito su control motor, destreza y coordinación mano-pulgar.

“Nuestro estudio muestra que las personas pueden aprender rápidamente a controlar un dispositivo de augmentación y usarlo para su beneficio, sin pensarlo demasiado”, dice Clode. “Vimos que mientras usaban el Tercer Pulgar, las personas cambiaron sus movimientos naturales de la mano, y también informaron que el pulgar robótico se sentía como parte de su propio cuerpo”.

Augmentación del cuerpo

Paulina Kieliba es la autora principal del estudio.

“La augmentación del cuerpo podría ser valiosa para la sociedad de muchas maneras, como permitir que un cirujano trabaje sin un asistente, o que un trabajador de fábrica trabaje de manera más eficiente”, dice Kieliba. “Esta línea de trabajo podría revolucionar el concepto de prótesis, y podría ayudar a alguien que solo puede usar una mano de manera permanente o temporal, a hacer todo con esa mano. Pero para llegar allí, necesitamos seguir investigando las complejas preguntas interdisciplinarias de cómo estos dispositivos interactúan con nuestros cerebros”.

A través de escaneos de fMRI, los investigadores encontraron cambios significativos en la forma en que la mano aumentada era representada en la corteza sensorimotora del cerebro. Los cambios no parecían ser de largo plazo, ya que los escaneos realizados una semana después mostraron que los cambios en el área de la mano del cerebro habían disminuido.

“Nuestro estudio es el primero en investigar el uso de un dispositivo de augmentación fuera de un laboratorio. Es el primer estudio de augmentación realizado durante varios días de entrenamiento prolongado, y el primero en tener un grupo de control no entrenado”, dijo Kieliba. “El éxito de nuestro estudio muestra el valor de que los neurocientíficos trabajen en estrecha colaboración con diseñadores e ingenieros, para asegurarse de que los dispositivos de augmentación aprovechen al máximo la capacidad del cerebro para aprender y adaptarse, y también para asegurarse de que los dispositivos de augmentación se puedan usar de manera segura”.

“La evolución no nos ha preparado para usar un miembro corporal extra, y hemos encontrado que para ampliar nuestras capacidades de nuevas y sorprendentes maneras, el cerebro necesitará adaptar la representación del cuerpo biológico”, agregó Makin.