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martes, 3 de agosto de 2010

DARPA: Departamento de científicos locos: el brazo artificial controlado por el pensamiento será una realidad.


DARPA, el departamento de investigación del ejército de los Estados Unidos o los científicos de Pentágono, están desarrollando prótesis de miembro superior controladas por el pensamiento y directamente desde el cerebro sin pasar por nervios periféricos. Arriba imagen del libro: (The Department of Mad Scientists, El departamento de científicos locos o cómo Darpa está rehaciendo nuestro mundo desde internet a los miembros artificiales)

Es el gran sueño de contruir neuroprótesis que permitan sustituir miembros perdidos por otros artificiales inorgánicos, algo para lo que es necesario unir el cerebro con chips electrónicos.. Los primeros prototipos va a ser probados ya en 5 personas durante los dos próximos años.


Modular Prosthetic Limb (MPL) DARPA. Ofrece 22 grados de libertad de movimiento, incluyendo movilidad individual de cada dedo. Pesa aproximadamente lo mismo que un brazo humano normal. Reproduce feedback táctil. 

Esta nueva prótesis biónica la  probará un equipo de cientificos de  Johns Hopkins que ya están detrás de  muchos de los progresos en la prótesis de DARPA.   para continuar con esta fase contarán con un presupuesto de 34.5 milliones de dólares y trabajarán en un consorcio con un equipo multicéntrico y multidisciplinar junto con la  Caltech University, Univesrsity of Pittsburgh, University of Utah y University of Chicago.

Aquí un vídeo con el resumen de los progresos desde el año 2005 al 2008. Cada uno o dos años hacen avances maravillosos. ¿Qué tendremos en 2020?

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Si la prótesis que han desarrollado ya es sorprendente, incluso comparada con otras, el sistema de control lo es aun más.
Normalmente nuestros brazos y piernas se mueven simplemente con nuestra voluntad, al pensarlo, o casi sin pensarlo, simplemente nos obedecen. En las prótesis mecánicas para mover la prótesis se utilizan músculos diferentes y la fuerza se transmite por un cable similar al del freno de una bicicleta. En las prótesis mioeléctricas se coloca un sensor sobre la piel que detecta la actividad eléctrica de los músculos que hay debajo y esa señal ordena a los motores internos de la prótesis que se muevan, la fuerza aquí la hacen estos motores eléctricos alimentados con baterías. Un sistema más avanzado consiste en la técnica de reinervación de músculos específicos (TMR por sus siglas en inglés). Aquí los nervios que antes controlaban el brazo y que han sido seccionados en la amputación se distribuyen quirúrgicamente en diferentes porciones de musculos del pecho. Una vez hecho esto se utilizan electrodos como los de las prótesis mioeléctricas normales que se colocan en piel pero se dispone de más canales para controlar más funciones. Un paso siguiente es conectar los nervios que recogían el tacto de la piel del miembro amputado con porciones de piel sana, por ejemplo en la espalda del usuario. La prótesis estaría sensorizada y el tacto se transmitiría mediante estímulos elécticos a esas porciones de piel de la espalda. Puesto que la inervación de esa piel sería la de los nervios del miembro amputado el usuario sentiría el estímulo como si le estuvieran tocando su mano.





Ejemplo de una mano biónica controlada a través de los nervios periféricos del propio paciente. En este caso son científicos del Instituto Superior de Santa Anna en Pisa, Italia.


Arriba una imagen del DEKA ARM, proyecto de DARPA, Apodado el brazo de Luke, por Luke Skywalker, el personaje de la Guerra de las Galaxias que tiene una mano protésica (perdida luchando con su sable láser)

Luke Skywalker junto  a fotografías del modelo de mano protésica que diseñaron para la película del museo de la Guerra de las Galaxias. 



Dando un paso más allá, y puesto que tanto las órdenes como las sensaciones ocurren realmente en el cerebro, DARPA probará prótesis controladas directamente con el pensamiento con electrodos colocados allí donde se produce: el cerebro. (Ese paquete de ideas arrugadas que llevamos dentro del cráneo)



La Agencia de Proyectos Avanzados de Investigación del Departamento de Defensa (DARPA por sus siglas en inglés) comenzará pronto las pruebas experimentales en humanos de su brazo prostético que se controla con el pensamiento. Aunque este no es el primer brazo controlado mentalmente que hemos visto, si será el primero que interactúe directamente con el cerebro en lugar de depender de los nervios periféricos para recibir las señales de la voluntad (que provienen precisamente del cerebro).
Para ello se  implanta una micro-matriz en el cerebro que captura las señales neuronales y las transmite al dispositivo. Durante los próximos dos años el dispositivo se probará en cinco pacientes mientras continúa desarrollándose, haciendo énfasis en agregarle funciones de presión y táctiles y en mejorarle su tiempo de vida útil. Resulta que el implante neuronal no dura porque el sistema inmune lo rechaza. Por eso han lanzado el programa HIST: Histology for Interface Stability over Time. Histología para la estabilidad de la interfaz con el tiempo. 
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Una idealización artística de una mano protésica biónica o robótica. 

 La misma imagen con la más real y tangible mano biónica de DARPA, DEKA. La realidad y la ficción comienzan a mezclarse y es que estamos hechos del mismo material que los sueños, o al menos tenemos que soñar e imaginar las cosas antes de contruirlas.



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Hasta ahora solo habíamos visto algo similar en pobres monos (video de arriba) sacrificados, espero, por un buen motivo. (Cuesta un poco pensar en la investigación con animales y el balance de resultados final cuando pasan años desde lo primero a lo segundo)

Gracias a la investigación con animales ellos podrán protestar durante 20,8 años más. Ese es el tiempo de vida que supuestamente se a alargado a nuestra vida media gracias a la investigación con animales. Aunque también hemos conseguido mejores cremas antiarrugas y armas más mortíferas. Personalmente pienso que los beneficios de un producto desarrollado gracias a la investigación con animales deberían revertir en parte en la conservación de esos mismos animales si viven en libertad. Es decir, ¿cómo puede no haber dinero para conservar una menguante población de chimpancés cuando se los está utilizando para desarrollar productos que generan millones de euros a las compañías que los producen? Y más aún, ¿por qué Lacoste puede utilizar como logotipo un cocodrilo sin pagar derechos de imagen a todos los cocodrilos del mundo financiando su conservación? No bromeo.
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Otro problema son los riesgos quirúgicos:

Una imagen un poco dura, dentro de un quirófano,  de cómo queda un implante en contacto con el cerebro.
¿Alguien dijo miedo?
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Otros modelos de implante tienen unas patitas que "se clavan" directamente en corteza cerebral. Es el caso de Brain Gate de Cyberkinetics. 






La idea es sin embargo la misma: la posibilidad de unir neuronas con chips electrónicos. A esto lo llamamos BCI: Brain Computer Interfaces.Puedes ver más sobre esta en Neurophylosophy.
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En fin, todo esto recuerda a Matrix y a muchas pesadillas y delirios del Cyberpunk. (Wikipedia) .

Imagen de la película Matrix donde las Interfaces entre el cerebro y el ordenador son base del argumento.


Entre esos delirios y temores está el de una evolución posthumana basada en la fusión entre hombres y máquinas.



Esto nos lleva una vez más al transhumanismo, la considerada por algunos (Fukuyama) como la corriente de pensamiento más peligrosa de nuestro tiempo.


¿Es un temor y rechazo generalizado o es que he leído demasiada ciencia ficción?

No conviene exagerar, no se trata de hacer supersoldados o de reconstruir a robocop con los heridos, por el momento lo único que los científicos locos están intentando hacer es ayudar a personas con una discapacidad. Lo que sí debe hacernos pensar es cómo trabajaremos los profesionales de la discapacidad durante las próximas décadas y si en algún momento necesitaremos la ayuda de un TECNÓLOGO ASISTENCIAL en un equipo cada vez más multidisciplinar. Por el momento, como otras veces en rehabilitación van a empezar por los veteranos de guerra en Estados Unidos (probablemente hay ya 3000 amputados de al menos un brazo entre los heridos de guerra en IRAK, no he podido confirmar ese dato)


Para ayudar a muchas personas es posible que tengamos que reinventarnos.

Samuel H. Kenyon de iRobot Corporation se preguntaba en el Journal of Evolution  & Technology, la revista del  Institute for Ethics & Emerging Technologies: ¿seguirías queríendome si yo fuera un robot? "Would You Still Love Me If I Was A Robot?" La pregunta tiene para mí mucho sentido y pongo en ello todos mis gurús: Moravec, Minsky, Brooks...

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 Y tú, ¿cómo imaginas el futuro?


FUENTES:


Wired: Human Trials Next for Darpa’s Mind-Controlled Artificial Arm...



Artículo Medgadget Original en Inglés
Traducción al español del artículo en Medgatget

Autor: Samuel Franco Domínguez