¿Tenemos la capacidad cerebral para gestionar más partes del cuerpo? Un equipo de investigadores ha dotado a 36 personas con un tercer pulgar robótico. El experimento ha demostrado la increíble habilidad del cerebro a la hora de adaptarse a una parte completamente nueva.
El Proyecto tercer pulgar comenzó como un proyecto de graduación que gano un concurso en El Real Colegio de Arte de Londres. Su objetivo era cambiar la percepción que tenemos sobre las prótesis. “El objetivo inicial era entender cómo sería tratar de controlar una parte del cuerpo que nunca habías tenido antes”, explica la diseñadora del dedo Dani Clode. “Cómo diseñadora de brazos protésicos, quería entender la relación única que se desarrolla entre una persona y su parte artificial. Es una relación completamente diferente a la de cualquier otro gadget, y quería explortarla”.
En efecto, el concepto de este tercer dedo es bastante transhumanista. No se trata precisamente de reemplazar una parte perdida, sino de añadir una completamente inédita. La cuestión es que los científicos no saben con seguridad si nuestro cerebro es capaz de dar soporte a una parte del cuerpo extra o cuáles pueden ser las consecuencias a largo plazo de ese soporte a nivel cognitivo.
“Estas cuestiones son complejas y requerían de la colaboración de expertos de ramas muy diferentes”, explica Tamar Makin, profesor de neurociencia cognitiva en el Colegio Universitario de Londres y jefe del departamento de plasticidad cerebral. “Para nuestro estudio decidimos aprovechar el ingenioso dedo artificial diseñado por Dani para estudiar como el cerebro humano puede dar soporte funcional a una nueva extremidad y como la tecnología aumentativa puede impactar en nuestro propio cerebro.”
Las respuestas a esas preguntas son importantes. Un sexto dedo podría proporcionarnos un buen número de beneficios. Puede, por ejemplo, ayudarnos en tareas repetitivas o físicamente agotadoras, ayudar a personas que han perdido otros dedos, o incluso ser el origen de nuevas habilidades en el ámbito de los intrumentos musicales o los deportes por poner solo dos ejemplos.
“A nivel del día a día, algunos participantes en el experimento informaron de que usaban el dedo para cosas como pasar las páginas de un libro, sujetar un plátano para pelarlo o abrir una botella con tapón de rosca con una sola mano”, explica la neurobióloga del Colegio de Londres Paulina Kieliba. “La mayor parte de ellos usaban el dedo para cargar con pequeños objetos mientras la mano estaba ocupada con otra cosa. Personalmente, encuentro el dedo extra especialmente útil para sacar las llaves del bolsillo mientras manejo el móvil al mismo tiempo”.
En total 36 voluntarios fueron entrenados en el uso del dedo con la única exclusión de músicos profesionales. Tras el entrenamiento, los participantes usaron el dedo para tareas como construir una torre de bloques, manipular varias pelotas a la vez o remover una cucharita en una taza sujetando la taza al mismo tiempo. Incluso lograron hacer estas tareas con los ojos tapados o mientras se les obligaba a resolver cálculos matematicos.
Por supuesto, el dedo extra no es un dedo normal precisamente. “El tercer pulgar es un dedo impreso en 3D con material flexible que se controla con los pies”, explica Clode, uno de los diseñadores del Colegio Imperial de Londres. SE lleva en la mano junto al meñique y se mueve como un pulgar oponible en respuesta a dos sensores de presión ubicados en los zapatos que se comunican con el dedo de forma inalámbrica”.
El uso del pie para controlar un dedo puede parecer raro, pero Clode lo compara con conducir un coche, usar una máquina de coser o tocar el piano. Todas estas actividades implican pulsar pedales.
Los participantes usaron el dispositivo durante cinco días y sus cerebros fueron escaneados mediante resonancia magnética antes y después del experimento. Aprendieron muy rápido hasta el punto de que comenzaron a usar el dedo para todo tipo de tareas desde sujetar una copa de vino, ordenar objetos y ayudarse de la nueva extremidad en sus rutinas diarias. Todos ellos se llevaron el dedo a casa y lo usaron entre dos y seis horas cada día. También se creó un grupo de control cuyos integrantes usaron un dedo estático sin capacidad para moverse.
“Hacia el final del experimento algunos participantes reportaron que sentían que el nuevo dedo estaba comenzando a formar parte de su cuerpo”, explica Clode. “Nos sorprendió mucho que había personas que estaban empezando a formar un vínculo con la nueva extremidad. Algunos hasta necesitaron un tiempo para despedirse de ella y manifestaron que se sentían como si hubieran perdido algo”.
A medida que progresaba el experimento, los participantes también comenzaron a cambiar la manera en la que usaban el dedo. Estos nuevos patrones de coordinación no solo quedaron registrados en el dedo. También se grabaron en sus cerebros.
“Cada dedo de una persona tiene su propia imagen mental diferenciada en el córtex sensomotor del cerebro” explica Kieliba. “Tras usar el dispositivo, la representación de la mano en esta región encogió, y la actividad neuronal correspondiente a cada dedo concreto dejó de diferenciarse tanto y comenzó a ser común”.
“Esta prueba es un mensaje importante para cualquiera interesado en un sistema para aumentar la movilidad humana de manera segura y efectiva. Ahora sabemos que las prótesis de este tipo modifican el cerebro y esos cambios deben entenderse antes de que una tecnología así se generalice”, añade Kieliba.
Al mismo tiempo, los investiogadores han comprobado cómo la plasticidad cerebral hace que el cerebro represente las prótesis que lleva una persona, sea alguien sano o que ha sufrido de amputaciones. “La plasticidad cerebral es un proceso bidireccional”, explica Makin. “El cerebro se adapta para representar la prótesis, y al mismo tiempo adapta los movimientos para mejorar la movilidad.”
El siguiente paso del equipo es desarrollar una nueva versión del dedo que sea sencilla de usar mientras se camina (un problema de la actual versión) y que además se pueda usar de manera segura dentro de un escáner de resonancia magnética. Esto permitiría estudiar el comportamiento del cerebro en el momento en el que usa la prótesis. [Science Robotics]