Consiguen devolver el tacto a un paciente tetrapléjico gracias a microestimulación cerebral y un brazo robótico

Los investigadores destacan que la estimulación es segura y las sensaciones evocadas son estables durante meses

E.P. | 20 - Octubre - 2016 15:00 h.

Un joven tetrapléjico ha conseguido recuperar la sensación del tacto gracias a un brazo robótico controlado mentalmente por su cerebro, tras ser microestimulado por una interfaz conectada a un ordenador, según han anunciado investigadores de la Universidad de Pittsburgh (UPMC), quienes han desarrollado esta tecnología.

Este avance, que ha sido publicado en 'Science Translational Medicine', demuestra que la microestimulación intracortical de la corteza cerebral ofrece un gran potencial en la creación de neuroprótesis sensoriales para restaurar la sensación táctil.

El primero en probarlo ha sido Nathan Copeland, un joven de 28 años, quien experimentó el tacto en varios de sus dedos después de que el equipo de expertos, dirigido por el doctor Robert Gaunt, profesor asistente de medicina física y rehabilitación a Pitt, implantara electrodos en su cerebro.

"El resultado más importante de este estudio es que la microestimulación de la corteza sensorial puede provocar sensación natural en lugar de hormigueo", ha señalado el coautor del estudio Andrew B. Schwartz, profesor de neurobiología de la Universidad de Pittsburgh.

Los investigadores destacan que la estimulación es segura y las sensaciones evocadas son estables durante meses. "Todavía hay gran cantidad de trabajo que realizar en esta investigación para entender mejor los patrones de estimulación necesarios para ayudar a los pacientes a realizar mejores movimientos", ha añadido.

Esta no es la primera ver que el equipo de Pitt-UPMC utiliza un programas que conecta el cerebro a un ordenador y una prótesis (BCI). Hace cuatro años, otra de las coautoras del estudio, Jennifer Collinger, quien es profesorá asistente del Departamento de Medicina Física y Rehabilitación de Pitt, consiguió que Ene Scheuermann, afectada por una tetraplejia causada por una enfermedad degenerativa, se alimentará a sí misma usando un brazo robótico controlado mentalmente. Y, años antes, Tim Hemmes, paralizado en un accidente de motocicleta, consiguió tocar la mano de su novia.

¿Por qué siente el tacto?

Laforma en que los brazos se mueven de forma natural e interactúan con el medio ambiente que nos rodea es debido a algo más que a la acción de pensar y mover los músculos correctos. Por ejemplo, somos capaces de distinguir entre un trozo de pastel y una lata de refresco a través del tacto. La constante retroalimentación que recibimos del sentido del tacto es de suma importancia, ya que le dice al cerebro cómo debe actuar la mano y con qué fuerza.

Para el doctor Gaunt, y el resto del equipo de investigación, este era el siguiente paso para el BCI. A medida que buscaban al candidato adecuado, desarrollaron y perfeccionaron su sistema de tal manera que las aportaciones del brazo robótico se transmiten a través de una matriz de microelectrodos implantados en el cerebro donde se encuentran las neuronas que controlan el movimiento de la mano y el tacto.

La matriz de microelectrodos y su sistema de control, que fueron desarrollados por Blackrock Microsystems, junto con el brazo robótico, que fue construido por el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, forman todas las piezas del rompecabezas.

En el invierno de 2004, Copeland, que vive al oeste de Pensilvania, tuvo un accidente de coche donde se rompió el cuello y se lesionó la médula espinal, dejándolo con tetraplejia desde la parte superior del pecho hacia abajo, incapaz de sentir o mover los brazos y las piernas, por lo que necesitan asistencia en todas sus actividades diarias. Tenía 18 años y estaba en su primer año de universidad cursando la carrera de nanofabricación.

Él trató de continuar sus estudios, pero los problemas de salud lo obligaron a posponer la carrera. Se mantuvo ocupado yendo a conciertos y como voluntario para la Sociedad Japonesa de Pittsburgh Cultura. Justo después del accidente se inscribió en el registro de pacientes dispuestos a participar en ensayos clínicos de en la Universidad de Pittsburgh (UPMC).

Una década después, y tras pasar las pruebas que mostraban que era apto, Nathan fue intervenido en la primavera pasada. Le implantaron cuatro diminutos microelectrodos - cada uno aproximadamente la mitad del tamaño de un botón de la camisa en el cerebro-.

"Puedo sentir casi todos los dedos y es una sensación muy rara", ha afirmado Copeland, quien puede sentir presión y distinguir su intensidad, en cierta medida, aunque no puede identificar si una sustancia es caliente o fría.

El doctor Gaunt ha explicado que su objetivo es usar todo lo conseguido hasta ahora para conseguir usar las capacidades existentes y naturales del cerebro para así dar a la gente de nuevo lo que se había perdido pero no olvidado. "El objetivo final es crear un sistema que se mueva y se pueda sentir como un brazo natural. Tenemos un largo camino por recorrer para llegar allí, pero esto es un gran comienzo", ha añadido.