Unas yemas artificiales que puedan diferenciar entre "el pelaje de un perro y unos cubiertos" es la meta de Erik Engeberg, científico de la Florida Atlantic University (FAU), que busca devolverles con tecnología a los amputados el sentido del tacto.

Engeberg lidera un equipo que publicó en la revista Sensor un estudio sobre los sensores táctiles de metal líquido (LMS, en inglés) aplicados a las prótesis. "Los amputados se ven privados de las sensaciones básicas del tacto; con las manos protésicas actuales no pueden distinguir entre la piel humana de un ser querido o la piel de una manzana", expresó.

En EE.UU., unas 2,1 millones de personas fueron amputadas o nacieron sin alguno de sus miembros ,y otras 28 millones viven en riesgo de serlo, en buena parte por enfermedades como la diabetes, según la ONG Coalición de Amputados.

Cada año, ocurren en ese país unas 185.000 amputaciones, de acuerdo con el organismo. Las principales causas son las enfermedades vasculares (54 %), incluidas la diabetes y la enfermedad arterial periférica, los traumatismos (45%) y el cáncer (menos del 2 %).

Engeberg y sus colaboradores de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Computación de la FAU fueron los primeros en incorporar los sensores táctiles en las yemas de los dedos de una prótesis de mano.

Los resultados evidenciaron que la integración de información táctil de los LMS en cuatro yemas de una prótesis de mano distinguía simultáneamente superficies complejas de texturas múltiples.

Engeberg recalcó que trabajan en una prótesis que pueda tener "la capacidad de reconocer la textura de la superficie de un objeto" y que, por lo tanto, sea mayormente aceptada por quienes perdieron sus extremidades superiores. La idea es que los usuarios puedan actuar más naturales al sentir y responder a su entorno.

Por la interacción

Estas yemas con nuevos sensores táctiles "distinguieron de manera confiable diferentes velocidades de contacto deslizante y diferentes texturas" y demostraron "la viabilidad de su aplicación a manos robóticas", especifica el estudio.

La clave de esta tecnología son los "sensores flexibles", que el científico considera el "futuro" en la interacción con un ser humano.

Explica que se trata de una "fusión entre la tecnología de fotolitografía para generar un canal de microfluidos lleno de metal líquido y algoritmos de aprendizaje automático". Dijo además que este avance "podría ser la base para diferentes tipos de sensores e inteligencia artificial relacionados con la salud y la comodidad humanas".

Esta tecnología está encapsulada en un material a base de silicona y proporciona ventajas adicionales sobre los sensores tradicionales, al incluir alta conductividad, flexibilidad y capacidad de estiramiento.

Se trata de una integración jerárquica de sensaciones táctiles de múltiples dedos, que podría proporcionar un mayor nivel de inteligencia para manos artificiales.

Tareas cotidianas

Engeberg precisó que los LMS aún se encuentran en "etapas de desarrollo" y que le gustaría investigar la utilidad de esta tecnología en "tareas típicas de la vida diaria".

El sensor se puede utilizar para otros tipos de aplicaciones, como prótesis de pies, "ya que el sensor flexible de metal líquido también responde a las presiones aplicadas", agregó.

El estudio indica que se puede aplicar ampliamente en muchos campos que involucran la interacción humana.

Según los investigadores, cada dedo tiene más de 3.000 receptores táctiles, que responden en gran medida a la presión. El estudio señala que pese a la alta tecnología en el diseño de prótesis en el mundo, estas carecen de la retroalimentación sensorial.

Además, subraya que los algoritmos de aprendizaje automático pudieron distinguir entre todas las velocidades con cada dedo con alta precisión.

Agencias

Frente a la música clásica, el folclor y la electrónica, el reguetón provoca una mayor activación en las regiones del cerebro encargadas de procesar no solo los sonidos, sino también el movimiento corporal.

La afirmación es el resultado de un estudio liderado por investigadores españoles sobre la actividad cerebral que produce escuchar diferentes estilos musicales.

La neurociencia de la música ha llamado recientemente la atención, pero el efecto del estilo de música en la activación de las regiones cerebrales auditivo-motoras no ha sido aún explorado, explica Jesús Martín-Fernández, neurocirujano del Hospital Universitario Nuestra Señora de la Candelaria en Santa Cruz de Tenerife(Canarias), autor de una tesis doctoral que dio lugar al estudio.

El proyecto surgió cuando comentó al también neurocirujano y neurocientífico Julio Plata que quería hacer la tesis doctoral y este -que posteriormente la dirigió- le sugirió lo interesante que sería unir sus pasiones: el cerebro y la música.

Gustos variados

Para la investigación, se seleccionaron 28 personas sin formación musical previa, con gustos musicales variados y una media de 26 años.

El estudio se realizó en el centro de investigación Imetisa, anexo al Hospital Universitario de Canarias, donde en primer lugar se hicieron pruebas para analizar las capacidades musicales con un test de oído, por un lado de la capacidad de discriminación de melodías y por otro de frases rítmicas.

Posteriormente, se efectuó una resonancia magnética funcional mientras los participantes escuchaban varios estilos musicales a los que se eliminó la letra.

De dzeko a vivaldi

Algunos de los cortes musicales empleados fueron los reguetones "Shaky" de Daddy Yankee y "Ginza" de J Balvin, y las electrónicas "Passion", de Alberto Feria, y "L'amour toujours", de Dzeko. También se usaron composiciones clásicas de Antonio Vivaldi ("Concierto en mi menor") y Luis Cobiella ("Minué de los aires en re"), entre otros estilos.

Los investigadores analizaron, por un lado, anatómicamente el cerebro de cada participante y luego la señal Bold que consiste en ver qué áreas del cerebro reclutan oxígeno (que es lo que sucede cuando se activan) y a través de un software se representaron con diferentes colores según se activasen más o menos.

La razón por la que se eliminó la letra de los cortes musicales de cada estilo fue "porque pretendíamos estudiar de la forma más pura posible el procesamiento de la música, y el lenguaje podría (al emplear otras vías neurales) mostrarnos activación cerebral que no es específica de la música".

Fue el reguetón el que mostró mayor activación en las regiones del cerebro encargadas de procesar los sonidos (áreas auditivas) y de procesar el movimiento (áreas motoras), diferencias que resultaron mayores cuando se comparaban con la música clásica.

Ganglios basales

La electrónica también mostró una mayor activación de las regiones motoras, pero significativamente menor en comparación con el reguetón.

"Lo que más nos llamó la atención fue la activación de una región primitiva del cerebro: los ganglios basales", señalaron los investigadores.

Son grupos de neuronas que están en zonas profundas del cerebro y que se encargan de modular la postura, de comenzar y finalizar un movimiento, además de estar involucrados en el sistema de recompensa o placer, precisan.

En estos ganglios basales se encuentra el origen de enfermedades degenerativas, como el Parkinson, en las que hay una degeneración progresiva que causa un disminución de la dopamina (sustancia involucrada en el movimiento) y que, en última instancia, produce alteración del movimiento.

Maquinaria trabajando

La mayor activación provocada por el reguetón implica que hay más regiones cerebrales auditivas y motoras que se activan y, por lo tanto, hay una mayor maquinaria trabajando en procesar la música.

La activación tan significativa en las áreas del cerebro encargadas del movimiento podría deberse "a la generación de un pulso interno dentro de nosotros al tratar de adivinar cuándo viene el siguiente pulso. Es como si el reguetón, con ese ritmo peculiar y repetitivo, nos preparara para el movimiento, para bailar solo con escucharlo".

Jesús Martín-Fernández subraya que el reguetón no siempre emplea acordes más básicos que otros estilos como la electrónica, pero sí los usa de una forma predecible, además de tener un ritmo que no varía a lo largo de la canción.

Menos predecible

La música clásica, por otro lado, es mucho más compleja, con mayor variedad tímbrica, melódica y con un ritmo mucho menos marcado y, por lo tanto, menos predecible.

Con estos resultados "se abre una puerta" a investigar más, tanto sobre la música y su procesamiento global en el cerebro como en ver cómo afecta este mismo experimento a pacientes con enfermedades neurodegenerativas como el Párkinson", indica el investigador, quien destaca que el estudio es el primero en la literatura científica en comparar el reguetón y la música clásica.

28 personas con gustos musicales variados participaron en el estudio.

4 estilos musicales fueron comparados: reguetón, electrónico, clásico y folclórico.