No se pierda

Logran que un paciente tetrapléjico mueva un brazo robótico con el pensamiento

25 de mayo, 2015
Brazo bionico

Erik G. Sorto es un californiano de 34 años que desde los 21 está paralizado de cuello hacia abajo por culpa de una herida de bala. 13 años después, gracias a una colaboración clínica entre distintas instituciones de California, se ha convertido en la primera persona tetrapléjica que, con un brazo robótico, solamente con pensar en ello y usando su imaginación, podrá moverlo.

Como publica la revista Science, el 17 de abril de 2013, Erik se sometió voluntariamente a una cirugía experimental en el Hospital Keck de USC. En unas cinco horas de intervención, el equipo de cirujanos que le operó, implantó una prótesis neural en una región del cerebro donde se forman las intenciones, en la corteza parietal posterior (PPC, por sus siglas en inglés), dándole la capacidad de realizar un gesto fluido de estrechar la mano, beber o incluso, jugar a ‘piedra, papel o tijera’ con un brazo robótico.

Diseñado para probar la seguridad y eficacia de este nuevo enfoque, el ensayo clínico fue liderado por el investigador Richard Andersen, profesor de Neurociencia en el Instituto de Tecnología de California (Caltech); el neurocirujano Carlos Y. Liu, profesor de Cirugía Neurológica, Neurología e Ingeniería Biomédica en la Universidad del Sur de California (USC), y el neurólogo Mindy Aisen, director médico del Centro Nacional de Rehabilitación Rancho Los Amigos, en Downey, California.

Las prótesis neurales implantadas en el centro cerebral del movimiento, la corteza motora, pueden permitir a los pacientes con parálisis controlar el movimiento de una extremidad robótica, pero las neuroprótesis actuales producen un movimiento retardado y desigual, no los gestos suaves y aparentemente automáticos asociados con el movimiento natural. Ahora, mediante la implantación de neuroprótesis en una parte del cerebro (corteza parietal posterior) que no controla directamente el movimiento sino la intención de moverse, expertos de Caltech han desarrollado una manera de producir movimientos más naturales y fluidos.

Andersen y sus colegas querían mejorar la versatilidad de movimiento que un neuro-prostético puede ofrecer a los pacientes mediante el registro de señales desde una región del cerebro distinta de la corteza motora, es decir, la corteza parietal posterior, una zona cognitiva de alto nivel. En estudios anteriores con animales, el laboratorio de Andersen encontró que es aquí, en la PPC, donde se forma la intención inicial de hacer un movimiento. Estas intenciones se transmiten luego a la corteza motora, a través de la médula espinal y a los brazos y las piernas, donde se ejecuta el movimiento.

Pedir al sujeto que simplemente imaginara
Liu y su equipo implantaron un par de pequeños conjuntos de electrodos en dos partes de la corteza parietal posterior, una que controla el alcance y otra que controla el agarre. Cada matriz de 4 por 4 milímetros contiene 96 electrodos activos que, a su vez, cada uno registra la actividad de neuronas individuales en la PPC. Las matrices están conectados por un cable a un sistema de ordenadores que procesa las señales para decodificar la intención del cerebro y controlar los dispositivos de salida, como un cursor de ordenador y un brazo robótico.

Así que en este ensayo, logramos con éxito decodificar estos intentos reales, pidiendo al sujeto simplemente que imaginara el movimiento en su conjunto, en lugar de descomponerlo en una gran variedad de componentes. Esperábamos que las señales de la PPC serían más fáciles de usar para los pacientes, en última instancia, haciendo el proceso de movimiento más fluido”, relata Andersen.

La PPC es anterior en la vía, por lo que las señales están más relacionadas con la planificación de movimiento, lo que realmente se quiere hacer, en lugar de los detalles de la ejecución de movimiento” explica Andersen, quien añade que “cuando se mueve el brazo, realmente no se piensa en qué músculos activar y los detalles del movimiento, como elevación del brazo, extensión el brazo, coger el vaso, cerrar la mano alrededor del vaso y así sucesivamente. En su lugar, se piensa en el objetivo del movimiento, por ejemplo, quiero recoger ese vaso de agua”.

Desde que se implantó en el cerebro de Erik G. Sorto el dispositivo en abril de 2013, se ha estado entrenando con investigadores de Caltech y el personal en el Rancho Los Amigos para controlar un cursor de ordenador y un brazo robótico con su mente. Sorto seguirá trabajando en el proyecto durante un tercer año porque considera que el estudio le ha inspirado para continuar su educación y obtener un título de maestría en trabajo social.
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