Neuroseñales brindan autonomía en pacientes cuadripléjicos
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Neuroseñales logran que pacientes cuadripléjicos adquieran autonomía

Investigadores de la Universidad Johns Hopkins han desarrollado un método que permite a estos pacientes controlar sus dispositivos de asistencia de forma detallada con señales del cerebro

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La integración de la medicina con la ingeniería y las herramientas de alta tecnología todavía sorprenden. Hace pocos días, la Universidad Johns Hopkins en EE.UU. presentó los resultados de un mecanismo que mejora la calidad de vida de los pacientes cuadripléjicos o con dificultades notorias en su movilidad. El objetivo de la técnica en desarrollo es que los participantes controlen los dispositivos de asistencia utilizando las neuroseñales enviadas por el cerebro.

Los desarrolladores de este método presentaron como caso de éxito a Robert “Buz” Chmielewski, un hombre cuadripléjico con mínimo movimiento y sensación de sus dedos y manos, luego de sufrir un accidente hace más de 30 años. Los logros alcanzados por Chmielewski, para la institución y la neurociencia, marcan un nuevo hito hacia la restauración de la autonomía y la recuperación de funciones básicas en los pacientes cuadripléjicos.

De acuerdo con el comunicado oficial, hace aproximadamente 2 años, este individuo se sometió a una cirugía cerebral en el Hospital Johns Hopkins, participando en un ensayo clínico apoyado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de dicha universidad. Los cirujanos implantaron seis electrodos en ambos lados de su cerebro. Luego de ello, en pocos meses, logró demostrar el control simultáneo de los miembros protésicos a través de una interfaz cerebro-máquina desarrollada por APL.

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¿Cómo los pacientes cuadripléjicos se benefician de estos desarrollos?

En el caso particular de Robert Chmielewski, los investigadores de Johns Hopkins quedaron impresionados con la velocidad de su progreso. Por lo tanto, decidieron intentar nuevos objetivos para alcanzar. Utilizando una beca de investigación, el mismo grupo de desarrolladores optó por crear una línea novedosa de investigación denominada ‘Prótesis Inteligentes’.

Particularmente, el propósito es diseñar estrategias de control avanzado de robots y retroalimentación sensorial de ambas manos, en tiempo real y en simultáneo. Todo esto obtenido a partir de estimulación neural. “Nuestro objetivo final es que hacer que actividades cotidianas como comer sean fáciles de realizar. hacer que el robot haga una parte del trabajo y dejar al usuario -en este caso, Chmielewski- a cargo de los detalles: qué comida comer, cuál trozo cortar, qué tamaño debe tener el pedazo a comer, etc.”, menciona el equipo de expertos en el comunicado de la Universidad Johns Hopkins.

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Los expertos buscaron desarrollar un sistema de circuito cerrado que fusiona la inteligencia artificial, la robótica y una interfaz cerebro-máquina. Para ver si funcionaba, probaron este mecanismo con Robert Chmielewski sirviéndose un postre. El innovador sistema le permitió a este paciente cuadripléjico controlar los movimientos necesarios para cortar la comida con cubiertos y alimentarse por sí mismo.

“Combinando las señales de la interfaz cerebro-computadora con la robótica y la inteligencia artificial, permitimos que el humano se centre en las partes de la tarea que más importan”, afirmó David Handelman, especialista en robótica de APL especializado en el trabajo en equipo hombre-máquina.

Estos fueron los resultados obtenidos -y que se espera puedan ser replicados en otros pacientes cuadripléjicos-:

Crédito: Universidad Johns Hopkins

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Crean prótesis de mano con más del 90% de funcionalidad

Crean mano protésica biomimética capaz de restaurar más del 90% de la funcionalidad a personas con amputaciones de miembros superiores.

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Crean prótesis de mano con más del 90% de funcionalidad

El Instituto Italiano de Tecnología (IIT) y el Centro Prótesis INAIL (la unidad de prótesis del Instituto Nacional de Seguro contra Accidentes de Trabajo), en Italia, anunciaron hace poco la creación de una  mano protésica biomimética Hannes, capaz de restaurar más del 90% de la funcionalidad a personas con amputaciones de miembros superiores cuyo concepto fue galardonado con el premio internacional de diseño industrial Compassod’Oro.

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La importante iniciativa indica sus creadores permite replica las propiedades biológicas clave de la mano humana como el movimiento natural sinérgico y adaptable; niveles biomiméticos de fuerza y velocidad; alto antropomorfismo y agarre con fuerza.

Desarrollada con la participación de investigadores, ortopedistas, diseñadores industriales y pacientes, este desarrollo puede restaurar más del 90% de la funcionalidad en personas con amputaciones de miembros superiores. Posee un marcado CE y está listo para ingresar al mercado médico internacional, pero su futura comercialización solo será posible cuando los investigadores identifiquen inversionistas y socios industriales.

¿Cómo fue desarrollada la prótesis?

El sistema robótico Hannes inició a finales de 2013 con el objetivo de crear soluciones innovadoras de alta tecnología rentables para pacientes con discapacidad física.

Hannes es un sistema protésico de miembro superior poliarticulado antropomórfico que incluye mano y muñeca, cuyas principales características son la suavidad y la capacidad de adaptarse dinámicamente a la forma de los objetos a agarrar. Es similar a una mano humana y, al ser desarrollado directamente con los pacientes, es de uso práctico.

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Sin embargo, sus investigadores expusieron que, para evaluar la efectividad y usabilidad de Hannes, se realizaron pruebas piloto con amputados en el  Centro Protesi Inail encontrando que después de un período de entrenamiento de menos de una semana, los pacientes podían usar la prótesis de forma autónoma en el hogar para realizar actividades cotidianas como los que quehaceres diarios.

La prótesis es un sistema mioeléctrico que se puede usar durante todo el día y se ajusta a diferentes discapacidades de las extremidades superiores ya que emplea una serie de sensores electromiográficos de superficie, colocados dentro de un encaje personalizado que detecta la actividad de los músculos del muñon en la parte inferior o superior del brazo, que el usuario contrae activamente para realizar múltiples movimientos.

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Asimismo, a través de un software especialmente desarrollado y una conexión bluetooth, sus investigadores expusieron que la prótesis permite personalizar los parámetros de funcionamiento de la mano, como la precisión y la velocidad de los movimientos, para asegurar una experiencia más optimizada para cada usuario. “Hannes se proporciona en dos tamaños diferentes, siete, tres, cuartos y ocho un cuarto, para diestros y zurdos y adecuado para sujetos femeninos y masculinos. Su peso es de 450 gramos”.

De igual manera, esta innovadora propuesta también permite que los dedos se pueden flexionar y posicionar de forma natural, incluso en reposo. En particular, el pulgar se puede orientar en tres posiciones diferentes para replicar una amplia variedad de agarres, incluyendo un agarre fino que permite levantar objetos pequeños, un agarre lateral, que permite agarrar objetos delgados, y finalmente un agarre de potencia capaz de agarrar y mover incluso cargas pesadas.

El sistema también permite la pronación y supinación de la muñeca (“movimiento de giro de la llave”), permitiendo agarres en diferentes orientaciones sin depender de una compensación dañina para el paciente.

Por último, es importante mencionar que sus investigadores realizaron experimentos para validar el desempeño de Hannes y la semejanza humana de su comportamiento de agarre, demostrando que su desempeño es mucho más alto si se compara con la investigación existente o los dispositivos comerciales que existen en la actualidad.

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Hallan nueva clase de antibióticos eficaces para atacar diferentes bacterias

Investigadores estadounidenses descubrieron una nueva clase de antibióticos de función dual para bacterias farmacorresistentes.

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Hallan nueva clase de antibióticos eficaces para atacar diferentes bacterias

Investigadores estadounidenses del Intituto Wistar descubrieron una nueva clase de compuestos antibióticos que se combinan de manera única para destruir patógenos farmacorresistentes con una respuesta ágil y simultánea del sistema inmune4. Los hallazgos ya fueron publicados en la revista “Nature”.

Recordemos, que según la Organización Mundial de la Salud -OMS- la resistencia a los antibióticos constituye una de las 10 principales amenazas a la salud pública mundial, estimando que para el 2050 las infecciones farmacorresistentes cobrarían la vida de más de 10 millones de personas anualmente, y tendrían un costo de 100 billones de dólares para la economía mundial.

Así mismo, la organización alertó que la lista de bacterias resistentes a los antibióticos está aumentando mientras que hay muy pocos nuevos desarrollos en proceso, por lo que es necesario investigar a cerca de nuevas clases de antimicrobianos que mitiguen la posible crisis de salud pública que se aproxima.

El equipo de investigación logró identificar una nueva clase de antibióticos denominados inmuno-antibióticos de acción dual -DAIA-. Al respecto el autor principal del estudio, Farokh Dotiwala, explicó que adoptaron una “estrategia creativa de doble filo para desarrollar nuevas moléculas que puedan matar infecciones difíciles de tratar al tiempo que mejoran la respuesta inmune natural del huésped”.

Los antibióticos que se usan en la actualidad atacan las funciones bacterianas esenciales, es decir, la síntesis de ácidos nucleicos, la construcción de la membrana celular y las vías metabólicas, pese a esto las bacterias se hacen resistentes mutando el objetivo bacteriano contra el que se dirige el medicamento inactivándolo por completo.

Teniendo en cuenta la acción de las bacterias, el equipo saco parte del sistema inmune para atacar al mismo tiempo los patógenos desde dos frentes diferentes mitigando la posibilidad de resistencia. Específicamente, el equipo se centró en una vía metabólica que es esencial para las bacterias pero no está activa en los humanos, lo que la convierte en el objetivo perfecto para desarrollar nuevos medicamentos. La vía denominada metil-D-eritritol fosfato (MEP) o vía no mevalonato, es responsable de la biosíntesis de isoprenoides, moléculas imprescindibles para la vida de la mayoría de bacterias nocivas.

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Funcionamiento del nuevo compuesto antibiótico

En este sentido, se apuntó la enzima IspH esencial en la biosíntesis de los isoprenoides como forma de bloquear la vía y eliminar las bacterias. La IsoH tiene una amplia presencia en el entorno bacteriano por lo que se presume que puede servir para atacar una amplia variedad de patógenos.

Es preciso mencionar, que el equipo se apoyo en modelos informáticos a fin de estudiar millones de compuestos disponibles comercialmente para adherirse a la enzima y seleccionaron los más eficaces que limitaban la función de IspH.

Dado que los inhibidores de IspH previamente disponibles no podían penetrar la pared celular bacteriana, Dotiwala colaboró con el químico medicinal de Wistar Joseph Salvino, profesor en el Centro de Cáncer del Instituto Wistar y coautor principal del estudio, para identificar y sintetizar la nueva IspH moléculas inhibidoras que pudieron penetrar en las bacterias.

De esto modo el equipo logró demostrar que los inhibidores de la enzima estimulaban el sistema inmune con una actividad bacteriana más fuerte que los antibióticos actuales al probarse in vitro en aislamientos clínicos de bacterias farmacorresistentes.

La respuesta fue funcional para bacterias gram negativas y gram positivas, sin ser tóxica para las células humanas. “Creemos que esta innovadora estrategia DAIA puede representar un hito potencial en la lucha mundial contra la resistencia a los antimicrobianos, creando una sinergia entre la capacidad de destrucción directa de los antibióticos y el poder natural del sistema inmunológico”, concluye el Dr. Dotiwala.

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Atlas 2030: primer exoesqueleto pediátrico del mundo

Una compañía desarrolló y probó el primer exoesqueleto para niños con el que podrán revolucionar las terapias de rehabilitación.

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Atlas 2030 primer exoesqueleto pediátrico del mundo

En España, una empresa especializada en robótica desarrolló el primer exoesqueleto infantil para apoyar las terapias de rehabilitación de infantes que sufren enfermedades neurológicas que comprometen su movilidad. El desarrollo fue probado con éxito en España y Francia, sin embargo, para que este dispositivo pase al mercado es imprescindible que la compañía consiga inversores.

El exoesqueleto denominado ATLAS 2030 fue desarrollado por Marsi Bionics un empresa emergente que inició por el trabajo conjunto del  Centro de Automática y Robótica de la Universidad Politécnica de Madrid y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España. El dispositivo se ha hecho merecedor a varios reconocimientos internacionales debido a que los exoesqueletos hasta ahora creados en el mundo no podían ser usados en niños.

6 niños voluntarios testearon ATLAS 2030 como parte de la terapia física de rehabilitación de la enfermedad que padecen. Tres de ellos tenían Atrofia Muscular Espinal y los otros tres Parálisis Cerebral Espástica. Estas enfermedades causan rigidez en las extremidades y falta de tono muscular.

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Falta de financiación para exoesqueletos pediátricos

 La ingeniera y fundadora de Marsi Bionics, Elena García Armada explicó que el ensayo se centró en demostrar la seguridad del exoesqueleto para niños con enfermedades que les impiden caminar. “El exoesqueleto obtiene un trabajo más completo, más motivador. Para un niño no es lo mismo una rehabilitación clásica que la posibilidad de ejercitar sus capacidades siendo independientes con esta herramienta que se mueve, interpretando la intención del movimiento” agregó García.

Los ensayos mostraron que el exoesqueleto puede sr usado en pacientes pediátricos con otras afecciones como como miopatías, distrofias o daños neurológicos crónicos. Este avance representa una posibilidad más amplia de tratamiento para los más de 17 millones de niños del mundo que padece enfermedades que afectan su movilidad.

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Pese al crecimiento de Marsi Bionics en el mercado, la empresa tiene problemas de financiamiento debido a que en el mundo hay una demanda menor de prótesis para niños lo que hace más difícil obtener los recursos necesarios.

Finalmente, García señala que para que una primera partida de exoesqueletos comiencen a operar en hospitales y centros de rehabilitación se necesitan 1.8 millones de euros. No obstante, El objetivo sigue siendo potenciar la empresa para hacer los exoesqueletos cuyo costo es de unos 60 mil euros accesibles para todos los niños que lo necesitan.

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