El cerebro es bidireccional: recibe información mientras envía señales al resto del cuerpo pidiéndole que actúe. Incluso un movimiento que parece tan simple como agarrar una taza le está diciendo a tu cerebro que controle tanto los músculos de tu mano como los tuyos. escuchar a los nervios de tus dedos.

Dado que el cerebro de Copeland no resultó lesionado en su accidente, teóricamente podría manejar este diálogo de entradas y salidas. Pero la mayoría de los mensajes eléctricos de los nervios de su cuerpo no llegaron al cerebro. Cuando el equipo de Pittsburgh lo reclutó para sus estudios, querían encontrar una solución. Creían que el cerebro de una persona paralizada podía estimular un brazo robótico y ser estimulado por señales eléctricas de él, que finalmente interpretaron esa estimulación como la sensación de ser tocado en su propia mano. El desafío era hacer que todo se sintiera natural. La muñeca del robot debería girar si Copeland tenía la intención de hacerlo. la mano debería cerrarse cuando quisiera agarrar; y si el meñique robot tocaba un objeto duro, Copeland debería sentirlo en su propio meñique.

De las cuatro matrices de microelectrodos implantadas en el cerebro de Copeland, dos rejillas leen las intenciones de movimiento de su corteza motora para controlar el brazo robótico, y dos rejillas estimulan su sistema sensorial. Desde el principio, el equipo de investigación sabía que el BCI podía crear una sensación táctil para Copeland simplemente entregando corriente eléctrica a estos electrodos, sin la necesidad de un toque o robótica real.

Para configurar el sistema, los investigadores aprovecharon el hecho de que Copeland conserva algo de sensibilidad en el pulgar derecho, el dedo índice y el dedo medio. Los investigadores frotaron un hisopo allí mientras estaba sentado en un escáner cerebral magnético y encontraron qué contornos específicos del cerebro corresponden a esos dedos. Luego, los investigadores descifraron sus intenciones de movimiento al registrar la actividad cerebral de electrodos individuales mientras imaginaba ciertos movimientos. Y cuando encendieron la energía de ciertos electrodos en su sistema sensorial, lo sintió. Para él, la sensación parece provenir de la base de los dedos cerca de la parte superior de la palma derecha. Puede sentirse como una presión o calor natural, o una extraña sensación de hormigueo, pero nunca ha experimentado dolor. «En realidad, estaba mirando mi mano mientras decía,» Hombre, esto realmente se siente como si alguien estuviera hurgando allí «, dice Copeland.

Después de determinar que Copeland podía experimentar estas sensaciones y los investigadores sabían qué áreas del cerebro necesitaban ser estimuladas para crear una sensación en diferentes partes de sus manos, el siguiente paso fue acostumbrar a Copeland a controlar el brazo robótico. Él y el equipo de investigación establecieron un aula en el laboratorio donde se colgaron carteles de Pac Man y memes de gatos. Tres días a la semana, un investigador enganchaba el conector del electrodo de su cuero cabelludo a varios cables y computadoras, y luego se cronometraba mientras agarraba bloques y pelotas y los movía de izquierda a derecha. Se volvió muy bueno en un par de años. Incluso demostró el sistema para el entonces presidente Barack Obama.

Pero luego, dice Collinger, «ha alcanzado una meseta en su alto nivel de desempeño». Una persona no paralizada tardaría aproximadamente cinco segundos en completar una tarea de movimiento de objetos. Copeland a veces podía hacerlo en seis segundos, pero su tiempo medio era de 20.

Para llevarlo a la cima de la colina, era hora de darle retroalimentación táctil en tiempo real desde el brazo robótico.

Los dedos humanos sienten presión y las señales eléctricas resultantes viajan a lo largo de axones en forma de hilo desde la mano hasta el cerebro. El equipo reflejó esta secuencia colocando sensores en las yemas de los dedos del robot. Sin embargo, los objetos no siempre tocan las yemas de los dedos, por lo que una señal más confiable tenía que venir de otro lugar: sensores de torque en la base de los dígitos mecánicos.