Las prótesis diseñadas por Hugh Herr llevan la biónica a territorios nuevos y le valen el premio de Investigación
19 oct 2016 . Actualizado a las 05:00 h.Hugh Herr, nacido en 1964, es una de esas personas que poseen tal fuerza interior, que son capaces de transformar las dificultades en oportunidades de crecimiento personal y colectivo. Extraordinario escalador cuando todavía era muy joven, se perdió a causa de una ventisca en una de sus escaladas a los 17 años, y pasó tres noches a muy bajas temperaturas antes de ser rescatado. Como consecuencia de ello, tuvo que ser amputado de ambas piernas por debajo de la rodilla. Entró en la universidad y, tras estudiar física, hizo un máster en ingeniería mecánica en el Massachusetts Institute of Technology (MIT), y un doctorado en biofísica en la Universidad de Harvard. A partir de ahí continuó una carrera académica como profesor universitario, adoptando como tema de investigación la creación de dispositivos que pudieran ayudar a personas amputadas.
Hay dos tipos básicos de amputaciones de piernas. Las trans-tibiales, cuando la amputación se produce por debajo de la rodilla (como en su caso), y las trans-femorales, cuando se produce entre cadera y rodilla (en el muslo). Así que, dependiendo del tipo de amputación, hay una o dos articulaciones que la prótesis debe sustituir: la rodilla y el tobillo.
En la marcha humana, la rodilla realiza una función de disipación de energía, al estilo del amortiguador de un coche, si bien su característica va cambiando a lo largo del ciclo (aterrizaje en el suelo, apoyo, despegue, balanceo). Así, para reproducir lo más fielmente posible a la rodilla humana, la prótesis debe ser capaz de detectar en qué fase de la marcha se encuentra la pierna, y aplicar la característica de amortiguación correspondiente. Este fue el tema de la primera gran contribución de Herr, proponiendo una prótesis de rodilla que detectaba mediante sensores locales la fase de marcha y modificaba electrónicamente la característica de amortiguación, y que le valió aparecer en la lista de Top Ten Inventions en salud de la revista Time en 2004.
El tobillo, por el contrario, sí que aporta energía al ciclo de marcha, hasta un 80%. Además, hace de resorte para suavizar el impacto al llegar el pie al suelo, y cambia su rigidez cuando éste se apoya por completo y para iniciar el despegue. Así pues, en el caso del tobillo el reto es doble: por un lado hay que incluir un motor que aporte energía, y por otro lograr una rigidez variable durante el ciclo de marcha. Esta fue la segunda gran aportación de Herr, consistente en una prótesis de tobillo-pie que incluía un motor con un resorte en serie (para modificar la rigidez del sistema) y otro en paralelo (para requerir menos trabajo del motor y poder hacerlo así más pequeño), que replicaba bastante bien al tobillo biológico. Esta aportación le valió volver a figurar en la lista de Time en 2007.
Desde hace años, Herr está trabajando en la creación de prótesis que puedan ser controladas voluntariamente por el usuario (las llamadas prótesis biónicas), ya que las anteriores actuaban de modo automático en función de las medidas de sensores y de los algoritmos de control implementados. Una primera forma de introducir el control voluntario es medir la señal electromiográfica en los músculos existentes, y utilizar dicha señal para actuar la prótesis. En esta fase de su trabajo, por la que la revista Time calificó a Herr como líder de la era biónica en 2011, Herr se adentra en el apasionante campo de la biomecatrónica, que busca conectar el sistema nervioso humano con dispositivos mecatrónicos construidos por el hombre. El progreso en este terreno puede ayudar a superar muchas de las actuales causas de discapacidad humana, y contribuir por tanto a mejorar la calidad de vida de gran número de personas y sus familias. Con el premio Princesa de Asturias que va a recibir, Herr representa de algún modo a todos los investigadores que están dedicando sus vidas a construir dicho progreso.
Autor: Javier Cuadrado es ingeniero industrial, catedrático de la Universidade de A Coruña y fundador de su Laboratorio de Ingeniería Mecánica