Realidad aumentada contra el dolor fantasma

Quince amputados con síndrome de miembro fantasma usan un brazo virtual para reeducar su cerebro

2 DIC 2016 - 04:58 ART

Uno de los amputados ejercita su brazo virtual. ORTIZ-CATALAN ET AL., THE LANCET, 2016

Al trauma de perder el brazo, muchos amputados tienen que sumar el síndrome del miembro fantasma: aunque ya no lo tengan sienten que sigue ahí, sienten las cosquillas, el frío, el calor y también el dolor. Un dolor que a veces es constante, que asalta cuando uno duerme, que obliga a algunos a tomar morfina durante años. Para otros, ni siquiera eso funciona. Ahora, un equipo de neurocientíficosha usado realidad aumentada y aprendizaje de máquinas para conseguir que 14 de esos amputados sientan menos su dolor fantasma.

"No entendemos el dolor per se, así que el fantasma aún menos", dice el ingeniero biomecánico Max Ortiz Catalán. Este mexicano, responsable del laboratorio de neurorrehabilitación de la Universidad Tecnológica Chalmers(Gotemburgo, Suecia), recuerda que hay varias teorías sobre el dolor del miembro fantasma: "Básicamente, se trata de una serie de cambios rápidos en el cerebro que siguen a la amputación que enredan los circuitos que intervienen en el dolor", recuerda. Lo que ha hecho ahora Ortiz Catalán y una decena de colaboradores es deshacer aquellos cambios, "llevar al cerebro al momento anterior a la amputación, cuando no había dolor", explica.

Esa reversión cerebral la han recorrido 14 amputados. Todos tenían dolor fantasma desde hacía 10 años de media, aunque algunos llevaban más de 30 años con dolores. Todos también ya habían probado otras técnicas como la terapia del espejo o la de la imagen motora o directamente implantes, pero sin éxito. Cuatro de ellos tomaban potentes analgésicos durante las 24 horas del día y desde hacía varios años. "Seleccionamos los casos más difíciles de varias clínicas. Queríamos centrarnos en pacientes con dolor crónico del miembro fantasma que no hubieran respondido a ningún tratamiento", comenta el neurocientífico mexicano.

Aunque no se sabe qué provoca el dolor fantasma, está relacionado con la reorganización cerebral tras la amputación

Desde septiembre de 2014, los 14 seleccionados participaron en 12 sesiones. Antes de cada una de ellas debían de puntuar su dolor fantasma usando varias métricas, desde escalas de intensidad hasta frecuencia de los dolores, pasando por las distintas cualidades del dolor: quemaduras, cortes, calambres... Durante las sesiones, se pusieron delante de un ordenador. Un sistema de realidad aumentada les permitía verse en la pantalla y donde debía estar su muñón aparecía un brazo virtual.

En el muñón real les colocaron una serie de electrodos que recogían la actividad de los músculos. Aunque bíceps y tríceps están muy lejos de la mano, los algoritmos desarrollados por Ortiz Catalán, permitían que si el paciente pensaba en abrir la mano, la mano virtual se abriera. Y si quería cerrarla, una ligera activación del músculo hiciera que se cerrara la extremidad en la pantalla. Tras entrenar el algoritmo (aprendizaje de máquinas) y a los pacientes, los amputados pudieron manejar su mano dentro de un mundo virtual en el que ellos aparecían como un avatar. En otra parte de la sesión, usaban su brazo digital para jugar con un videojuego de carreras de autos.

Un marcador de referencia permitió integrar realidad y realidad aumentada. Detrás, lso electrodos que registraban la actividad muscular. ORTIZ-CATALAN ET AL., THE LANCET, 2016

"Lo que buscábamos era, digámoslo así, robar circuitos y neuronas al dolor", explica Ortiz Catalán. Su método, llamado ejecución motora del miembro fantasma, pretendía deshacer la reorganización neuronal que se produjo en el área de la corteza motora y sensorial implicada en sentir y mover la extremidad tras la amputación y ampliar el área que hasta ahora se limitaba a activas los músculos del hombro.

Los resultados, publicados en The Lancet, son muy prometedores. De los 12 pacientes que sentían un dolor constante, seis empezaron a tenerlo de forma intermitente. Todos los amputados, además, redujeron su sensación de dolor. En las escalas de intensidad, frecuencia o cualidad del dolor, la media de reducción fue alrededor del 50%. Los casos de intrusión, como el dolor nocturno o durante actividades cotidianas, también se redujeron a la mitad. De los cuatro que tenían que tomar medicinas todo el tiempo, dos pudieron reducir la dosis. Lo más esperanzador es que la mejoría se mantenía, aunque reducida, seis meses después de las sesiones.

"Estoy convencido de que con más sesiones, la reducción habría sido mayor", destaca el ingeniero mexicano. De hecho, el dolor fantasma menguaba a medida que se sucedían las sesiones, sin que pareciera estabilizarse. Uno de los primeros pacientes cuyo el dolor se mitigó hasta poder hacer una vida normal tiene el sistema en casa y se conecta al ordenador cuando siente que vuelve.

Los propios investigadores reconocen que sus resultados, aunque buenos, hay que tomarlos con prudencia. Se trata de una muestra reducida y no hubo otro grupo de amputados con un tratamiento alternativo que sirviera de control del experimento. Por eso, su próximo objetivo es ampliar la muestra con participantes de seis países, con amputados de extremidades inferiores y contando con voluntarios para el grupo de control. Otra fórmula que ha ideado Ortiz Catalán para probar y mejorar su método es hacerlo accesible a todo el mundo. Por eso, aunque están a punto de sacar una versión comercial, tanto los algoritmos, como el software y el hardware son de código abierto y su uso, libre.

UN BRAZO BIÓNICO QUE NO ES PARA VIEJOS

M.Á.C

El bioingeniero Max Ortiz Catalán ya había aparecido en las páginas de EL PAÍS. En 2014 publicaba una investigación sobre la implantación de un brazo robótico a un camionero sueco que perdió su brazo por encima del codo en un accidente. Aquella investigación está muy relacionada con la actual.

"El brazo biónico eliminaría el dolor fantasma en casi todos los casos", dice Ortiz Catalán. Pero, además de no ser barato, muchos amputados tienen miedo a otra operación. En su trabajo de años, este investigador ha visto que son los mayores los que más rechazan la idea del brazo biónico.

Uno de sus primeros casos fue un señor de 78 años y más de 40 con dolor. Cuando le propuso el implante le dijo: "si pudieras librarme del dolor, yo con mi prótesis me las arreglo bien, mi problema es el dolor fantasma".