La Universidad de California experimenta con una pr¨®tesis bi¨®nica antiv¨¦rtigo

El hombre bi¨®nico no perder¨¢ el equilibrio. Un equipo de la Universidad de California est¨¢ experimentando con animales una pr¨®tesis electr¨®nica que se adhiere al o¨ªdo y restituye las funciones del sistema vestibular, encargado del equilibrio. El prototipo utiliza un chip con componentes microelectromec¨¢nicos, que miden y transmiten los movimientos de la cabeza al nervio del o¨ªdo. El invento tambi¨¦n aumentar¨¢ las capacidades sensoriales de personas sanas con actividades de alto riesgo como los pilotos de combate.

El sistema vestibular, situado en el o¨ªdo interno, est¨¢ formado por tres canales semicirculares dispuestos en los tres planos del espacio y dos ¨®rganos sensibles a las aceleraciones. Dentro se halla la endolinfa, un l¨ªquido m¨¢s denso que el agua que con los movimientos de la cabeza se desplaza y estimula unas c¨¦lulas sensoriales. El delicad¨ªsimo ajuste de esos canales afecta a la percepci¨®n del espacio.

La ausencia de esta informaci¨®n provoca visi¨®n velada, dificultades de equilibrio y desorientaci¨®n, v¨¦rtigo, n¨¢useas, v¨®mitos y otros s¨ªntomas que pueden durar minutos o ser m¨¢s graves e incapacitar de forma permanente al enfermo. M¨¢s de 90 millones de norteamericanos han padecido estos trastornos en alg¨²n momento de su vida, se?ala Andrei M. Shkel, director del laboratorio de microsistemas de la Universidad de California. El coste m¨¦dico del tratamiento excede los 1.000 millones de d¨®lares tan s¨®lo en Estados Unidos. "Los ¨®rganos artificiales tendr¨¢n numerosas aplicaciones en el futuro", asegura Shkel.

La pr¨®tesis bi¨®nica utiliza la t¨¦cnica MEMS (sistemas microelectromec¨¢nicos), que permite crear estructuras tridimensionales y dispositivos que miden micr¨®metros, son muy baratos y consumen muy poco.

Un chip ¨²nico

Un paso adelante es la tecnolog¨ªa iMEMS, la cual facilita la integraci¨®n directa de los sensores mec¨¢nicos (gir¨®scopos y aceler¨®metros) junto con la electr¨®nica en el mismo chip. "Es un nuevo paradigma de dise?o", comenta Shkel, cient¨ªfico que ofreci¨® recientemente una serie de seminarios en la Universidad Polit¨¦cnica de Catalu?a. "Intentamos construir un chip ¨²nico que replique la din¨¢mica del ¨®rgano natural e incluso lo supere".

El laboratorio de la Universidad de California es uno de los pocos lugares donde se pueden realizar las t¨¦cnicas iMEMS, desarrolladas en el centro militar Sandia de Estados Unidos.

Los sensores de aceleraci¨®n de los iMEMS se aplican en numerosos campos, como los airbags de los autom¨®viles. En un veh¨ªculo pueden hallarse hasta un centenar de sensores de todo tipo. Hace una d¨¦cada, dice Shkel, era impensable masificar el uso del airbag, porque cada unidad usa varios aceler¨®metros y cada uno costaba 1.000 d¨®lares. Ahora es posible fabricarlos a un coste de 1,1 d¨®lares por sensor.

Los cient¨ªficos no pretenden implantar la pr¨®tesis, sino que estar¨¢ adherida a la cabeza. Unos electrodos traducir¨¢n las se?ales y estimular¨¢n el nervio vestibular a trav¨¦s del hueso mastoide. Est¨¢n desarrollando un sistema que integre en el mismo paquete los sensores, la energ¨ªa y el transmisor.

Los MEMS tienen grandes oportunidades en negocios como la telefon¨ªa m¨®vil, donde el 80% de la electr¨®nica se encuentra fuera del chip. "Ahora se podr¨ªan integrar todas las funciones en el mismo chip y disminuir su tama?o; adem¨¢s, tal integraci¨®n beneficia la reducci¨®n en el consumo de energ¨ªa unas cien veces". El laboratorio de Shkel tambi¨¦n experimenta estos dispositivos en aplicaciones ¨®pticas y de comunicaciones de alta velocidad.