Lo han aplicado a un paciente que llevaba desde los 21 años
paralizado. Por primera vez, se han colocado los implantes en la corteza
parietal posterior.
Imagine un mundo donde su smartphone sea capaz de leer su
mente. Que justo cuando usted decide mover un dedo para borrar un mensaje, el
móvil ya se ha adelantado. Aunque parece un imposible, Erik Sorto, un
californiano de 34 años, lo ha comprobado por sí mismo. Cuando tenía 21, por
culpa de una herida de bala, se quedó tetrapléjico. Lleva 13 años paralizado de
cuello hacia abajo y ahora, un grupo de científicos ha logrado que pueda mover
un brazo robótico sólo pensando en ello y utilizando su imaginación.
De forma voluntaria, Erik se sometió a una cirugía
experimental en el Hospital Keck de USC el 17 de abril de 2013. Tal y como
relata un artículo que publica esta semana la revista Science, en unas cinco
horas, los cirujanos le implantaron dos conjuntos de microelectrodos
(elaborados por la Universidad de Utah) en el cerebro, con el objetivo de
registrar pulsos de electricidad de las neuronas cerebrales (a través de casi
100 puntos de contacto) con los que poder movilizar un brazo biónico externo,
situado a su lado.
A diferencia de otros ensayos con pacientes amputados y con
parálisis cerebral, en lugar de realizar los implantes en las áreas motoras,
responsables directas del movimiento, los autores de la intervención los
colocaron en la corteza parietal posterior, una zona relacionada con los
procesos de planificación y control de las funciones motoras voluntarias que
hasta ahora no se había utilizado como lugar de implantación. Esta región
controla "nuestra intención de movernos, lo que podría lograr movimientos
[del brazo robótico] más naturales y fluidos", argumenta el investigador
principal, Richard Andersen, del Laboratorio Caltech. En estudios con animales,
se ha visto que "la corteza parietal posterior transmite la intención de
movimientos a la corteza motora y, a través de la médula espinal, las órdenes
del cerebro llegan a los brazos y las piernas", encargadas de ejecutar la
acción.
En los pacientes como Erik, la lesión en la médula impide la
transmisión de la información desde el cerebro hasta las extremidades, y ahí
entran en juego los implantes neuroprotésicos. En los experimentos realizados
hasta la fecha, centrados en la corteza motora, para coger un vaso, el paciente
tenía que ir pensando por secuencias: elevar el brazo, extenderlo, coger el
vaso, cerrar la mano para sujetarlo... Un ordenador se encargaba de
descodificar los pulsos de electricidad de las neuronas cerebrales cuando el
paciente enviaba con su cerebro diferentes órdenes a sus brazos. Una vez
trazados estos algoritmos informáticos, se transmitían las distintas
posibilidades a la prótesis robótica diseñada, de forma que ésta reconociera
cuándo la persona activaba su corteza cerebral para hacer uno u otro movimiento
(levantar el brazo o girar la muñeca).
Con la intención de mejorar la versatilidad de los
movimientos originados por las neuroprótesis, Andersen y sus colegas han
apostado por comprobar el efecto de los microchips implantados en la corteza
parietal posterior. Las matrices de los microelectrodos están conectadas por un
cable a un sistema de ordenadores que reciben y procesan las señales recogidas
en esta parte del cerebro, y traduce así la intención del sujeto en
instrucciones para el brazo robótico (desarrollado en la Universidad Johns
Hopkins).
Los resultados fueron exactamente los esperados
A los 16 días de la intervención quirúrgica a la que se
sometió Erik, comenzó el entrenamiento con los investigadores de Caltech y
expertos del Centro Nacional de Rehabilitación Rancho Los Amigos, para
controlar el cursor del ordenador y el brazo biónico con su mente. En el
transcurso de 21 meses de trabajo, los resultados fueron exactamente los
esperados. Bastaba con que Erik hiciera "lo que le pedíamos, que
simplemente pensara e imaginara el movimiento en su conjunto: Quiero coger ese
vaso de agua, sin necesidad de descomponer la orden en varias acciones".
Lo más sorprendente, afirma Andersen, es que "después
de tantos años paralizado, el paciente fue capaz de controlar el brazo robótico
en el primer intento, lo que da fe de lo intuitivo del control cuando se
utiliza la actividad neuronal de la corteza parietal posterior". Para Erik
también fue emocionante: "Por primera vez en 13 años, he podido beber mi
primera cerveza por mí mismo". No sólo logró que el brazo biónico le
acercara aquel vaso con las directrices de su mente, también pudo controlar el
cursor del ordenador, hacer el gesto de apretón de manos e incluso jugar a
piedra, papel o tijera.
Varias zonas cerebrales
Probablemente, apuntan los científicos responsables de este
trabajo, la combinación de señales de la corteza motora y de la corteza
parietal posterior ayuden a mejorar los dispositivos neuroprotésicos del
futuro. Es "un paso importante hacia la mejora del control del cerebro de
una extremidad robótica", subrayan Andrew Pruszynski y Jörn Diedrichsen en
un editorial que acompaña al artículo en Science. Para el español Eduardo
Fernández, del grupo de neuroingeniería biomédica de la Universidad Miguel
Hernández de Alicante, "el trabajo de Andersen es muy interesante, ya que
demuestra que existen varias zonas cerebrales susceptibles de ser implantadas
con este tipo de tecnología".
Además, "aunque los resultados son muy preliminares,
también sugieren que la implantación en una única área cerebral (corteza
parietal posterior) es potencialmente capaz de controlar ambas extremidades
(derecha e izquierda), lo que podría llegar a ser útil, por ejemplo, para
controlar un robot bimanual que ayude a estos pacientes a realizar tareas que
requieran las dos manos, como abrocharse los cordones del zapato".
En palabras de Carlos Y. Liu, profesor de cirugía
neurológica del Hospital Keck de USC y uno de los cirujanos encargados de
implantar los microelectrodos a Erik, "enfoques como éste son necesarios
para conseguir algún día que las personas con parálisis cerebral puedan
realizar, a través de tecnología de apoyo como la robótica, tareas rutinarias y
prácticas que les permitan recuperar algo de su independencia y mejorar así su
calidad de vida". Como expone Erik: "Poder beber una copa a mi ritmo,
sin tener que pedirle el favor a nadie cada vez que quiera dar un sorbo,
afeitarme, lavarme los dientes... Sería fantástico".
En esta línea trabajan varios grupos de científicos.
Andersen y su equipo ya están estudiando una estrategia que podría permitir a
los pacientes realizar este tipo de habilidades motoras finas. Para ello,
"es clave lograr una retroalimentación sensorial desde el brazo robótico
hasta el cerebro", lo que daría la percepción del tacto. Desarrollar
mecanismos que permitan la transmisión de señales en este sentido, argumenta
Andersen, "es importante para que el paciente pueda, por ejemplo, rascarse
la nariz si le pica. Son acciones aparentemente triviales, pero que suponen
gran frustración en las personas que no pueden realizarlas".
Según los expertos de rehabilitación que acompañaron a Erik
en este proceso, "este proceso es relevante para el papel de la robótica y
las interfaces cerebro-máquina como dispositivos de ayuda, pero también habla
de la capacidad del cerebro para aprender a funcionar de otras formas".
José Luis Pons, científico del Consejo Superior de
Investigaciones Científicas (CSIC), que hace pocos meses presentó un robot
vestible para la rehabilitación de personas con discapacidad motora, comenta el
trabajo de Science y apunta cierta cautela. "Aunque la técnica se aplica a
pacientes tetrapléjicos, el mismo concepto podría aplicarse a otros trastornos
neurológicos o traumáticos, por ejemplo, al control natural de prótesis de
miembro superior en amputados". No obstante, "la transferencia de
estos resultados de investigación a la aplicación práctica, con dispositivos
comerciales, se espera que lleve años, en los que habrá que validarse, por
ejemplo, la estabilidad de los implantes a largo plazo". En la misma
línea, Eduardo Fernández señala: "el futuro es esperanzador, pero creo que
hay que avanzar poco a poco".
Por su parte, Sorto, padre de dos hijos, ha firmado para
continuar trabajando en el proyecto de Andersen durante un tercer año. Asegura
que este estudio le ha inspirado y motivado hasta el punto de haberse graduado
en trabajo social. "Necesitaba participar en un proyecto como éste. Para
mí es un placer formar parte de un estudio que busca mejorar la vida de
pacientes como yo".
Fuente: Diario El Mundo - Ver más Innovaciones en Salud
