Desarrollan músculos artificiales para frenar el temblor en enfermedades como el párkinson

Se calcula que alrededor de 80 millones de personas en el mundo sufren temblores, una condición que afecta significativamente la calidad de vida de quienes la padecen, como ocurre con los enfermos de Parkinson. Estos movimientos involuntarios pueden dificultar tareas cotidianas tan simples como beber de un vaso o escribir. En este contexto, los dispositivos robóticos blandos portátiles se perfilan como una posible solución para mitigar estos síntomas. Sin embargo, los prototipos existentes aún presentan limitaciones que impiden su implementación efectiva.

Con la intención de cambiar esta realidad, un equipo de científicos del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes (MPI-IS), la Universidad de Tubinga y la Universidad de Stuttgart, en el marco de la colaboración Bionic Intelligence Tübingen Stuttgart (BITS), ha desarrollado un brazo biorrobótico dotado de dos hebras de músculos artificiales situadas a lo largo del antebrazo. En las pruebas realizadas, este brazo, al que los investigadores se refieren como «paciente mecánico», ha permitido simular temblores registrados en pacientes reales.

Tal y como muestra un vídeo del experimento, el brazo replica con precisión los movimientos involuntarios de la muñeca y la mano. No obstante, cuando se activa el mecanismo de supresión, los músculos artificiales, compuestos por actuadores electrohidráulicos, se contraen y relajan de manera coordinada para contrarrestar el temblor, hasta el punto de hacerlo casi imperceptible.

Doble objetivo

Los investigadores buscan alcanzar dos objetivos principales con este desarrollo.

En primer lugar, consideran que su brazo biorrobótico puede convertirse en una plataforma de referencia para otros expertos en tecnología de exoesqueletos, permitiéndoles probar innovaciones sin necesidad de recurrir a costosos ensayos clínicos en pacientes humanos. Gracias a la integración de simulaciones biomecánicas computarizadas, los especialistas podrán validar de forma más rápida y eficiente el desempeño de los músculos artificiales blandos. Este método supone una alternativa viable en países donde la legislación restringe los ensayos clínicos con pacientes reales.El segundo propósito del proyecto es consolidar el brazo biorrobótico como un banco de pruebas para los músculos artificiales desarrollados por el Departamento de Materiales Robóticos del MPI-IS. Conocidos como HASEL, estos músculos han sido perfeccionados con el tiempo y representan una línea de investigación de gran prestigio en la comunidad científica. La visión a largo plazo del equipo es que los HASEL se conviertan en la base de un dispositivo de asistencia portátil que los pacientes puedan usar de manera discreta, facilitando su día a día en actividades como sostener una taza sin dificultades.

Al respecto, la investigadora Alona Shagan Shomron, primera autora de un artículo publicado en la revista Device, ha destacado la viabilidad de este avance: «Vemos un enorme potencial para que nuestros músculos artificiales sean el pilar de una prenda de asistencia que pueda llevarse sin que los demás noten el temblor del paciente».

Además, subraya que las pruebas realizadas demuestran que la tecnología HASEL ofrece la velocidad y la fuerza necesarias para abordar distintos tipos de temblores en la muñeca, lo que refuerza la posibilidad de que en el futuro exista un dispositivo de uso cotidiano basado en estos avances.

Este desarrollo abre nuevas perspectivas en la asistencia a pacientes con trastornos motores, marcando un paso adelante en la integración de la robótica blanda en el ámbito de la salud.

«Con la combinación de un paciente mecánico y un modelo biomecánico podemos medir si los músculos artificiales que hemos probado son lo suficientemente buenos para suprimir todos los temblores, incluso los más fuertes. De este modo, si algún día creáramos un dispositivo portátil, podríamos ajustarlo para que respondiera individualmente a cada temblor», añade Daniel Häufle, catedrático del Instituto Hertie de Investigación Clínica del Cerebro de la Universidad de Tubinga. Entre otras cosas, creó la simulación por ordenador y recopiló los datos de temblores de los pacientes.

«El paciente mecánico nos permite probar el potencial de las nuevas tecnologías en una fase muy temprana del desarrollo, sin necesidad de realizar costosos y laboriosos ensayos clínicos en pacientes reales», afirma Syn Schmitt, catedrático de Biofísica Computacional y Biorrobótica de la Universidad de Stuttgart quien añade: «Muchas buenas ideas no suelen llevarse a cabo porque los ensayos clínicos son costosos, requieren mucho tiempo y son difíciles de financiar en las primeras fases del desarrollo de la tecnología. Nuestro paciente mecánico es la solución que nos permite probar el potencial en una fase muy temprana del desarrollo».