Primer estudio en su tipo que utiliza técnicas avanzadas de RM para evaluar capacidad del cerebro para adaptarse a extremidades biónicas

Las prótesis pueden ser una herramienta de apoyo para que los niños que nacen sin una extremidad realicen las actividades cotidianas, aunque se sabe poco acerca de cómo responde el cerebro a la adición de una extremidad artificial. Un nuevo estudio clínico, el primero de su tipo, utilizará imágenes de resonancia magnética (IRM) funcional avanzada para examinar cómo el cerebro se adapta a brazos biónicos avanzados en niños nacidos sin una extremidad, con el objetivo final de mejorar el control de su prótesis.

El estudio clínico de cuatro meses será un esfuerzo de colaboración que reunirá la experiencia de la investigación pediátrica, la neurorradiología y la biónica para examinar si la prótesis desarrollada por Limbitless Solutions, una organización de apoyo directo sin fines de lucro de la Universidad de Florida Central (Orlando, FL, EUA), junto con su videojuego de entrenamiento personalizado, impactará el centro de control motor del cerebro. Limbitless se especializa en el desarrollo de tecnología avanzada de biodetección basada en músculos, como extremidades biónicas, para aumentar la accesibilidad y empoderar a niños y adultos en la comunidad de extremidades diferentes. Las prótesis personalizadas que crean se imprimen en 3D y se pueden combinar con el teléfono inteligente de los padres. Los dispositivos incluso se cargan como un teléfono celular, a través de USB tipo C. Los exteriores de los dispositivos están artísticamente diseñados y personalizados, con aportes de cada participante. Los músculos existentes en la parte residual de una extremidad se utilizan para controlar su función, que se desencadena por la propia flexión muscular de una persona.

Limbitless también ha creado videojuegos para entrenar los músculos de los niños antes de recibir brazos biónicos. Estos videojuegos se aprovecharán en la prueba para apoyar el entrenamiento para el uso de la prótesis. En el estudio clínico, los investigadores controlarán de cerca cualquier cambio en las señales que el cerebro envía a los grupos de músculos que dirigen el movimiento de la biónica mediante el uso de técnicas avanzadas de resonancia magnética funcional antes y después del uso de prótesis y el entrenamiento. Además, los investigadores utilizarán un método conocido como tractografía, donde las imágenes por resonancia magnética visualizan las vías nerviosas, para identificar vías nuevas o más sólidas como resultado del entrenamiento. El estudio es único porque combina técnicas de imagen avanzadas con prótesis novedosas y entrenamiento basado en videojuegos para evaluar el compromiso de la corteza motora.

"Se han realizado investigaciones limitadas sobre cómo cambia la estructura de la corteza motora del cerebro a partir de la pérdida congénita de una extremidad y el uso posterior de una prótesis", dijo Albert Manero, director ejecutivo y cofundador de Limbitless Solutions, quien dirigirá el estudio de investigación por el lado de Limbitless como investigador junto con otro personal y profesores de la UCF. "Puede proporcionar una nueva información sobre cómo la corteza motora del cerebro se adapta para aprender a usar nuestras extremidades orgánicas o robóticas".

"Esta investigación nos ayudará a ver cómo responde el cerebro a la capacidad recién adquirida del niño para usar una mano protésica", dijo el Dr. Chetan Shah, MD, presidente de radiología en Nemours Children's Health, Jacksonville, Florida, y con sede en Wolfson Children's Hospital de Jacksonville, quien dirigirá el trabajo de imágenes. “Esta es una forma novedosa de usar los circuitos cerebrales existentes para usar una extremidad artificial y, lo que es más importante, este es un dispositivo que cambia la vida de un niño, tanto mental como físicamente. Estamos extremadamente entusiasmados con esta investigación”.

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Universidad de Florida Central