El informe, que se publica en
Nature,
describe cómo dos individuos -con tetraplejia debido a un accidente
cerebrovascular- aprendieron a utilizar el sistema BrainGate para
alcanzar y agarrar objetos con un brazo robótico. El estudio pone de
relieve el potencial de uso, a largo plazo, y la durabilidad, del
sistema BrainGate -parte del cual se implanta en el cerebro para captar
las señales que subyacen el movimiento intencional.
Para la
mujer que participaba en el estudio, esta fue la primera vez, desde su
accidente cerebrovascular, que pudo tomar una bebida sin la ayuda de un
cuidador. «La sonrisa en su rostro era notable. Nos alienta que la
investigación esté progresando como todos habíamos esperado», afirma el
principal investigador del estudio, Leigh Hochberg, profesor asociado de
Ingeniería en la
Universidad Brown, en Providence, y neurólogo de cuidados intensivos del
Hospital General de Massachusetts
(EE.UU.). «Años después de la aparición de la parálisis, observamos que
aún era posible registrar las señales cerebrales que llevan información
multidimensional sobre el movimiento, y que estas señales se podrían
utilizar para mover un dispositivo externo», explica Hochberg, quien
señala que la tecnología está a años de su uso práctico, y que los
participantes en los ensayos utilizaron el sistema BrainGate bajo
condiciones controladas en sus hogares, con un técnico siempre presente.
SEÑALES DEL CEREBROEl sistema BrainGate consta
de un sensor para monitorizar las señales del cerebro, y de un software y
un hardware que convierten estas señales en comandos digitales para
dispositivos externos. El sensor es un pequeño cuadrado de silicio, que
contiene 100 electrodos, delgados como un cabello, que pueden registrar
la actividad de pequeños grupos de células cerebrales - éste se implanta
en la corteza motora, una parte del cerebro que dirige el movimiento.
«Esta
tecnología ha sido posible gracias a décadas de investigación sobre
cómo el cerebro controla el movimiento. Ha sido emocionante ver cómo
evoluciona la tecnología a partir de estudios de neurofisiología básica,
hasta llegar a los ensayos clínicos, donde ha creado una promesa
significativa para las personas con lesiones y trastornos cerebrales»,
afirma Story Landis, director del Instituto Nacional de Trastornos
Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares. Los investigadores confían
en poder restaurar la función, y mejorar la calidad de vida, de las
personas que hacen frente a amputaciones de las extremidades o a una
parálisis, tras una lesión medular, un ictus o un trastorno
neuromuscular.
El último análisis del ensayo BrainGate se centró
en dos participantes, una mujer de 58 años de edad, y un hombre de 66
años de edad. Ambos individuos son incapaces de hablar o mover sus
extremidades, a causa de derrames cerebrales del tronco cerebral, que
tuvieron lugar hace años - en el caso de la mujer en 1996, y en el del
hombre, en 2006. En el ensayo, los participantes aprendieron a realizar
tareas complejas con un brazo robótico, imaginando los movimientos de
los brazos y las manos.
En una de las tareas, se montaron varios
objetos de espuma, en palancas, sobre una mesa, y fueron programados
para aparecer de uno e uno, en diferentes posiciones y alturas. Los
participantes tenían menos de 30 segundos para atrapar cada objeto,
mediante el Sistema de Brazo DEKA -diseñado para funcionar como una
prótesis en personas con amputaciones de brazos. Un participante fue
capaz de atrapar objetos un 62 por ciento de las veces y, el otro, un 46
por ciento.
BRAZO ROBOTEn algunas
sesiones, la mujer controló un brazo (llamado DLR Light-Weight Robot
III), más pesado que el brazo DEKA, y diseñado para ser utilizado como
un dispositivo de ayuda externa. La participante utilizó este brazo,
antes que el brazo DEKA, en la tarea de los objetos de espuma, con una
tasa de éxito del 21 por ciento. En otras sesiones, su tarea fue agarrar
una bebida embotellada, llevársela a la boca, y beber de una pajita -en
la que fue capaz de completar cuatro de seis intentos.
«Estamos
ante otro gran salto hacia adelante para controlar los movimientos de un
brazo robótico, en el espacio tridimensional. Nos estamos acercando a
la restauración de un cierto nivel de funcionalidad diaria, para ayudar a
las personas con parálisis de las extremidades», afirma John Donoghue,
que lidera el desarrollo de la tecnología BrainGate, y es el director
del Instituto de Ciencias del Cerebro, de la Universidad de Brown.
Donoghue cree que la capacidad de la mujer para utilizar el sistema
BrainGate fue especialmente alentadora, ya que su accidente
cerebrovascular había ocurrido hace casi 15 años, y su sensor fue
implantado hace más de cinco años. A medida que las pruebas continúan,
el equipo de investigación BrainGate necesita poner a prueba la
tecnología en más personas.
Los investigadores buscan crear un
sistema que sea estable durante décadas, inalámbrico, y totalmente
automatizado. Por ahora, el sensor - y por lo tanto el usuario - deben
estar conectados mediante cables al resto del sistema. Antes de cada
sesión con los brazos robóticos, el técnico debe realizar un
procedimiento de calibración, que dura 31 minutos, en promedio. Además,
son necesarias mejoras para mejorar la precisión y la velocidad de
control. El objetivo final es el de ayudar a las personas con parálisis a
volver a conectar el cerebro a los miembros paralizados, en vez de a
robots, según afirman los investigadores. En el futuro, el sistema
BrainGate podría ser usado para controlar la estimulación eléctrica
funcional del dispositivo, ofreciendo un estímulo eléctrico a los
músculos paralizados.
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