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En la BUAP crean robot fisioterapeuta para tratar enfermedades psicomotrices

Se trata de un prototipo innovador de la ingeniería biomédica de la Facultad de Ciencias de la Electrónica y el Instituto de Fisiología

BUAP. 10 de octubre de 2016.- Derivado de la experiencia de científicos de la BUAP en el área de automatización y en las ciencias fisiológicas, investigadores de la Facultad de Ciencias de la Electrónica (FCE) y del Laboratorio de Neurofisiología de la Conducta y Control Motor del Instituto de Fisiología desarrollaron, mediante un esfuerzo multidisciplinario, un robot que realiza maniobras similares a los tratamientos fisioterapéuticos aplicados en ratas con dificultades para caminar.

Lo anterior, gracias a que en el Instituto de Fisiología se cuenta con ejemplares de ratas mutantes, denominadas taiep (de las siglas de sus síntomas motores: temblor, ataxia, inmovilidad, epilepsia y parálisis), que muestran trastornos al caminar, similares a pacientes con alteraciones en la marcha.

Los doctores José Ramón Eguibar Cuenca y Maricarmen Cortés Sánchez explicaron que esta cepa se obtuvo de la mutación espontánea, cuando se realizaban cruces endogámicos -cruces entre hermanos y hermanas- para obtener una línea de ratas albinas, con alta frecuencia de bostezo. Los investigadores del Instituto de Fisiología indicaron que es común que al hacer endogamia se presenten mutaciones, tal como sucede en las casas reales europeas.

Fue en el laboratorio donde los investigadores obtuvieron a la rata taiep, la cual tiene poca mielina al nacer. Eguibar Cuenca precisó que la mielina es el aislante que envuelve a los nervios y resulta fundamental para que las neuronas (células del cerebro) se comuniquen eficaz y rápidamente.

Además, las ratas taiep pierden esta sustancia con la edad (desmielinización), lo que altera su marcha de manera progresiva y las convierte en un modelo ideal para estudiar enfermedades asociadas con la mielina, como la esclerosis múltiple o la lateral amiotrófica o enfermedad de Lou Gehring.

Las intervenciones fisioterapéuticas en cuestión irían en ese sentido: reactivar, en la medida de lo posible, la actividad neuronal asociada a este acto. Hasta ahora las prácticas manuales han tenido éxito, sin embargo, los investigadores de la FCE y del Instituto de Fisiología han decidido conjuntar esfuerzos y potenciar el impacto de sus ejercicios académicos.

El diseño e implementación de un robot que automatice la fisioterapia que a la fecha se realiza de manera manual, permitirá evaluar sus efectos benéficos y combinarlos con otras opciones terapéuticas, como los tratamientos farmacológicos.

Al ampliar los conocimientos sobre las mejores intervenciones para tratar los problemas causados por la falta de mielina en estos roedores, los investigadores de la BUAP podrán beneficiarse de los nuevos conocimientos que en una fase ulterior permitan el tratamiento de pacientes con discapacidad motora.

La discapacidad es un problema global

De acuerdo con la Encuesta Nacional de la Dinámica Demográfica 2014, del INEGI, la prevalencia de personas con algún tipo de discapacidad representa el 6 por ciento del total de los mexicanos. Las dificultades para caminar son las más reportadas: 64.1 por ciento de los entrevistados dijo tener problemas al caminar, subir y bajar escaleras usando sus piernas; 33 por ciento indicó tener inconvenientes al hacer uso de manos y brazos; y 23.7 por ciento al bañarse y vestirse. Cabe señalar que los entrevistados pueden tener más de una discapacidad, por lo que la suma de porcentajes no corresponde al cien por ciento.

La automatización de las fisioterapias para el andar de las ratas

Fernando Reyes Cortés, investigador en automatización y robótica de la FCE y asesor del área del diseño del robot en cuestión, considera que las ventajas de la automatización de estas actividades se deben a dos premisas: la reducción del margen de error durante las terapias, por ejemplo, los movimientos que deben ser repetidos serán idénticos tanto en intensidad, velocidad, dirección y trayectoria; y la implementación a larga distancia de dichos tratamientos, con la ayuda de dispositivos móviles.

El investigador describió al prototipo diseñado como un robot con peso de 10 a 8 veces superior al de los roedores –para evitar que éstos lo muevan al interactuar-, el cual está integrado por una base móvil –una suerte de carrito- que soporta un brazo robótico que se encargará de hacer los movimientos a las extremidades afectadas de la rata, a modo de terapia fisioterapéutica.

Este último componente es una escala del 30 por ciento del brazo robótico diseñado por el mismo investigador y su equipo de trabajo, para atender problemas de movimiento de extremidades en humanos, el cual ya se encuentra a un paso de ser comercializado gracias a los recursos del Fondo Sectorial de Innovación (Finnova), del Conacyt, y la Secretaría de Economía.

El trabajo de los investigadores se complementará con el trabajo del estudiante de la Maestría en Ciencias de la Electrónica, Daniel Eduardo Hernández Sánchez, encargado del diseño, fabricación y calibración del robot a partir de los parámetros que se obtengan al analizar la marcha en una pasarela denominada CatWalk, de la compañía neerlandesa Noldus.

Los roedores al caminar dejaran sus huellas en este dispositivo especializado, para analizar con detalle la disposición de las extremidades, la relación que guardan entre ellas y la posición de los dedos.

Después de que se apliquen los movimientos con la intensidad, trayectoria, fuerza y periodicidad que establezcan los fisiólogos y el especialista Jaime Rebollo Vázquez, del Colegio de Fisioterapia de la Facultad de Medicina de la BUAP, así como las sesiones necesarias para producir cambios, se corroborarán los avances mediante nuevas evaluaciones de la marcha, para determinar el curso de la mejora y quizá combinarlo con tratamientos médicos para tratar la esclerosis múltiple.

El conocimiento adquirido servirá para establecer parámetros de estimulación óptima en pacientes con alteraciones en la marcha. De esta forma, los investigadores llevan el conocimiento obtenido de ejercicios de ciencia básica a aplicaciones clínicas. Esta es la base de la medicina traslacional, que ha permitido acelerar la implementación de nuevas opciones terapéuticas en los pacientes afectados con cualquier tipo de enfermedad, incluidas las neurológicas.

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