Los avances de la ciencia siguen sorprendiendo y abren nuevas esperanzas para las personas con discapacidad. La neurotecnología, en particular los implantes cerebrales y espinales, está revolucionando la forma en que se aborda la pérdida de movilidad, permitiendo a pacientes volver a caminar, nadar e incluso andar en bicicleta.
Avances Pioneros en el Control de la Intención Cerebral
En Estados Unidos, se probó un implante cerebral que permite percibir la intención de un paciente tetrapléjico para mover un brazo robótico. La primera persona en el mundo en probar este sistema fue Erik Sorto, de 34 años, quien quedó paralizado del cuello para abajo a los 21, producto de una herida de bala. "Me sorprendió lo fácil que era… Bromeo diciendo que quiero ser capaz de tomar mi propia cerveza a mi ritmo", expresó Sorto. "Creo que si fuera suficientemente seguro, me encantaría cuidar de mí mismo: afeitarme, cepillarme los dientes."
Años atrás, hubo intentos de utilizar implantes cerebrales para controlar las prótesis, colocando el aparato en la corteza cerebral motora que controla los movimientos. Dicho experimento se realizó colocando dos series de microelectrodos en la corteza parietal posterior (CPP), una zona del cerebro que procesa la planificación de movimientos.
Desbloqueando la Columna Vertebral: Estimulación Epidural Eléctrica (EES)
Un equipo de neurocientíficos en Suiza, liderado por los profesores Grégoire Courtine y Jocelyne Bloch de la Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) y el Hospital Universitario de Lausana, así como del centro de investigación NeuroRestore, ha desarrollado un sistema con chips que estimula la columna vertebral. Este proyecto, publicado en la revista Nature Medicine, ha demostrado resultados asombrosos en la recuperación de la movilidad.
El implante de seis centímetros, con cables y múltiples electrodos, es colocado dentro de la médula espinal de pacientes con Lesión de la Médula Espinal (LME) para estimular la región y ayudar a restaurar el movimiento de las piernas. "Planteamos la hipótesis de que una disposición de electrodos dirigida al conjunto de raíces dorsales involucradas en los movimientos de las piernas y el tronco daría como resultado una eficacia superior, restaurando actividades motoras más diversas después de la LME más grave", señala el artículo.
La investigación inició en 2018 cuando lograron que David Mzee, diagnosticado con parálisis tras una lesión parcial de médula espinal en un accidente deportivo, pudiera volver a caminar con ayuda de los especialistas y un andador. El año pasado, el equipo demostró que un implante de médula espinal, que envía pulsos eléctricos para estimular el movimiento en los músculos de las piernas, había permitido que tres pacientes paralizados caminaran de nuevo. Uno de ellos fue Michel Roccati, un italiano que quedó paralizado hace cinco años por un accidente de motocicleta y se convirtió en el primer hombre con una médula espinal completamente cercenada en caminar otra vez.
"¡Es un regalo para mí! Puedo levantarme, caminar donde quiero, puedo subir escaleras", expresó Roccati. En sólo un día, los programas de estimulación específicos de la actividad permitieron a estos individuos ponerse de pie, caminar, andar en bicicleta, nadar y controlar los movimientos del tronco. La neurorrehabilitación medió una mejora suficiente para restaurar estas actividades en entornos comunitarios, abriendo un camino realista para apoyar la movilidad diaria con EES (Estimulación Epidural Eléctrica) en personas con LME. Gracias a que pudieron copiar lo que el cuerpo normalmente haría sin el daño, lograron que los pacientes se levanten, caminen, naden e incluso anden en bicicleta.
El "Puente Digital": Conectando Cerebro y Médula Espinal
Hasta hace poco, los pacientes con implantes espinales aún necesitaban presionar un botón para mover las piernas cada vez. La investigación más reciente combina el implante espinal con una nueva tecnología llamada interfaz cerebro-computadora (BCI), que se implanta sobre la parte del cerebro que controla el movimiento de las piernas. Los dos implantes construyen lo que los investigadores llaman un "puente digital" para cruzar la desconexión entre la médula espinal y el cerebro.
Este avance revolucionario ha sido probado con éxito por Gert-Jan Oskam, un neerlandés de 40 años que ha estado paralizado de las piernas durante más de una década después de sufrir una lesión en la médula espinal durante un accidente de bicicleta. Después de someterse a dos cirugías invasivas para implantar ambos dispositivos, Oskam declaró que "ha sido un largo viaje para llegar aquí", pero que el avance le había dado "una libertad que no tenía antes". Ahora puede volver a pararse en un bar con amigos mientras toma una cerveza. "Me siento como un bebé, volviendo a caminar otra vez", dijo a la BBC, añadiendo que también es capaz de subir escaleras. "Es un placer que poca gente se puede imaginar."
El procedimiento para restaurar el movimiento de Gert-Jan se realizó en julio de 2021. La profesora Bloch realizó la delicada operación para insertar los implantes, cortando dos orificios circulares de 5 cm de diámetro a cada lado del cráneo, sobre las regiones del cerebro involucradas en el control de movimiento. Luego insertó dos implantes en forma de disco que transmiten inalámbricamente las señales cerebrales -es decir, las intenciones de Gert-Jan- a dos sensores colocados en un casco. El equipo suizo desarrolló un algoritmo que interpreta estas señales y las convierte en instrucciones para mover los músculos de las piernas y pies a través de un segundo implante insertado cerca de la médula espinal de Gert-Jan, que la profesora Bloch delicadamente conectó a las terminaciones nerviosas relacionadas con caminar.
Anteriormente, Gert-Jan solo había tenido el implante de médula. Con el nuevo sistema combinado, afirmó: "Antes sentía que el sistema me controlaba, pero ahora soy yo quien está en control". El profesor Grégoire Courtine calificó este logro como "radicalmente diferente" y un "vuelco paradigmático de lo que había disponible antes".
Metodología y Personalización de los Implantes
Normalmente, para iniciar el movimiento, el cerebro envía un mensaje a la médula espinal, indicándole que estimule un conjunto de células nerviosas que, a su vez, activan los músculos necesarios. Cuando se produce una lesión medular completa, esos "mensajes" del cerebro no llegan a los nervios. Los investigadores han demostrado que esta función puede suplirse con tecnología.
El equipo tomó imágenes de la zona afectada a través de la técnica de resonancia magnética (RM), mapeando el tamaño y la ubicación exacta del daño en la espina dorsal de 27 personas para determinar cómo y dónde ubicar unos electrodos. Al mismo tiempo, establecieron la "sintonía fina" para poder enviar la cantidad necesaria de corriente eléctrica a cada individuo.
En su dispositivo, las señales eléctricas entran en la columna vertebral por los lados en lugar de por la parte posterior, como han probado otras investigaciones. Este diseño permite dirigir y activar de forma muy específica las regiones de la médula espinal. Adicionalmente, se colocaron dos pequeños controles remotos conectados remotamente a una computadora portátil que se encarga de enviar señales a un marcapasos colocado en el abdomen.
Luego, tuvieron que escribir los algoritmos de inteligencia artificial (IA) para que los electrodos del dispositivo emitan las órdenes adecuadas para estimular los nervios que controlan los músculos del tronco y las piernas. Estas señales son diferentes si la persona quiere levantarse de una silla, sentarse, caminar o nadar. Además, el software es capaz de adaptarse a la anatomía de cada paciente.
Desafíos, Rehabilitación y Visión a Futuro
El camino no ha sido fácil; los músculos de los pacientes estaban debilitados por la falta de uso, y durante un periodo "largo" no pudieron moverse con naturalidad. Sin embargo, en el primer día de práctica, los pacientes pudieron activar inmediatamente las piernas y pisar. Después de unas semanas de entrenamiento, podían pararse y caminar con la asistencia de un andador, y su movimiento es lento pero parejo. Ha tenido que pasar algo de tiempo hasta que han recuperado su fuerza y han ido aprendiendo a trabajar con la tecnología. "Cuanto más se entrenen, cuanto más empiecen a fortalecer los músculos, más fluido será", ha asegurado Bloch.
Por el momento, el sistema todavía se encuentra en su etapa experimental y es considerado aparamentoso. Los pacientes lo utilizan durante más o menos una hora un par de veces a la semana como parte de su recuperación. La acción de caminar entrena los músculos y hasta cierto punto ha recuperado movimiento cuando el sistema está apagado, indicando que los nervios lesionados pueden estar renaciendo.
El equipo de investigadores no se quedará ahí, ya que seguirá puliendo su proyecto clínico antes de que pueda estar de forma pública como un tratamiento contra la parálisis en médula espinal. El objetivo final es miniaturizar la tecnología. Uno de los primeros pasos será hacer más pequeña la computadora que activa los impulsos o que los pacientes puedan controlarlo desde un smartphone. La compañía derivada del doctor Courtine, Onward Medical, está haciendo mejoras para comercializar la tecnología de manera que pueda ser utilizada en el diario vivir de los pacientes. "Estará llegando", comenta el profesor Courtine. "Gert-Jan recibió el implante 10 años después de su accidente. Imagínense cuando apliquemos nuestra interfaz cerebro-médula espinal unas semanas después de la lesión. El potencial de recuperación es tremendo."
El campo de la neurotecnología sigue avanzando rápidamente. El empresario Elon Musk, desde su compañía Neuralink, también está trabajando en el desarrollo de interfaces cerebro-computadora (Brain-Machine Interfaces o BMI) para tratar enfermedades de trastornos neurológicos o lesiones de la médula espinal. En este camino, el gobierno chileno dio un paso más en la discusión de un proyecto de ley que busca regular, precisamente, el uso de las neurotecnologías, como las de Neuralink.
Contexto Global: Impacto de las Lesiones Medulares
A nivel mundial, según cifras de la OMS, se calcula que entre 250.000 y 500.000 personas sufren cada año lesiones medulares. En Chile, la prevalencia de este tipo de lesiones es de 51.600 casos, con 1.600 casos anuales, según datos de la U. Estas lesiones, especialmente las que ocurren en la región de la columna torácica (por debajo del cuello y por encima de la parte más baja de la espalda), son una de las principales causas de parálisis y pérdida de movilidad, haciendo que los avances en neurotecnología sean cruciales para mejorar la calidad de vida de un gran número de personas.