Implantes cerebrales y de columna le permiten volver a caminar

Nueva York.- Gert-Jan Oskam vivía en China en 2011 cuando sufrió un accidente de motocicleta que lo dejó paralizado de la cadera para abajo. Ahora, con una combinación de dispositivos, científicos le han dado control sobre la parte inferior de su cuerpo nuevamente.

“Durante 12 años he estado tratando de recuperarme”, dijo Oskam en una conferencia de prensa el martes. “Ahora he aprendido a caminar normal, natural”.

En un estudio publicado el miércoles en la revista Nature, investigadores en Suiza describieron los implantes que proporcionaron un “puente digital” entre el cerebro de Oskam y su médula espinal, sin pasar por las secciones lesionadas. El descubrimiento permitió a Oskam, de 40 años, pararse, caminar y ascender una rampa empinada con sólo la ayuda de un andador. 

Más de un año después de la inserción del implante, ha conservado esas habilidades y, de hecho, ha mostrado signos de recuperación neurológica, caminando con muletas incluso cuando el implante estaba apagado.

“Capturamos los pensamientos de Gert-Jan y traducimos estos pensamientos en una estimulación de la médula espinal para restablecer el movimiento voluntario”, dijo en la rueda de prensa Grégoire Courtine, especialista en médula espinal del Instituto Federal Suizo de Tecnología, Lausana, quien ayudó a dirigir la investigación.

Oskam se había sometido a procedimientos de estimulación en años anteriores e incluso había recuperado cierta capacidad para caminar, pero finalmente su mejoría se estancó. En la rueda de prensa, dijo que estas tecnologías de estimulación le habían dejado la sensación de que había algo extraño en la locomoción, una distancia extraña entre su mente y su cuerpo. 

Lee las intenciones

En el nuevo estudio, la interfaz cerebro-columna, como la llamaron los investigadores, aprovechó un decodificador de pensamiento de inteligencia artificial para leer las intenciones de Oskam, detectables como señales eléctricas en su cerebro, y relacionarlas con los movimientos musculares. Se preservó la etiología del movimiento natural, desde el pensamiento hasta la intención y la acción. La única adición, como lo describió el doctor Courtine, fue el puente digital que se extendía por las partes lesionadas de la columna.

Andrew Jackson, un neurocientífico de la Universidad de Newcastle que no participó en el estudio, dijo: “plantea preguntas interesantes sobre la autonomía y la fuente de los comandos. Continúas desdibujando el límite filosófico entre lo que es el cerebro y lo que es la tecnología”.

Jackson agregó que los científicos en el campo habían estado teorizando sobre la conexión del cerebro a los estimuladores de la médula espinal durante décadas, pero que esto representaba la primera vez que se habían logrado tal éxito en un paciente humano. “Es fácil de decir, es mucho más difícil de hacer”, dijo.

Para lograr este resultado, los investigadores primero implantaron electrodos en el cráneo y la columna vertebral de Oskam. Luego, el equipo usó un programa de aprendizaje automático para observar qué partes del cerebro se iluminaron mientras intentaba mover diferentes partes de su cuerpo. Este decodificador de pensamiento fue capaz de hacer coincidir la actividad de ciertos electrodos con intenciones particulares: una configuración se encendía cada vez que él intentaba mover los tobillos, otra cuando intentaba mover las caderas.

Luego, los investigadores usaron otro algoritmo para conectar el implante cerebral al implante espinal, que estaba configurado para enviar señales eléctricas a diferentes partes de su cuerpo, provocando movimiento. El algoritmo pudo tener en cuenta ligeras variaciones en la dirección y la velocidad de cada contracción y relajación muscular. Y, debido a que las señales entre el cerebro y la columna vertebral se enviaban cada 300 milisegundos, Oskam pudo ajustar rápidamente su estrategia a partir de lo que funcionaba y lo que no. 

Mejora su recuperación

Durante los siguientes meses, los investigadores ajustaron la interfaz cerebro-columna para adaptarse mejor a acciones básicas como caminar y estar de pie. Oskam adquirió un modo de andar de aspecto algo saludable y pudo atravesar escalones y rampas con relativa facilidad. 

Después de un año de tratamiento, comenzó a notar claras mejoras en su movimiento sin la ayuda de la interfaz cerebro-columna. Los investigadores documentaron estas mejoras en las pruebas de soporte de peso, equilibrio y caminata.

Ahora, Oskam puede caminar de manera limitada alrededor de su casa, subir y bajar de un automóvil y pararse en un bar para tomar una copa. Por primera vez, dijo, siente que es él quien tiene el control.

Los investigadores reconocieron las limitaciones de su trabajo. Las intenciones sutiles en el cerebro son difíciles de distinguir, y aunque la interfaz cerebro-columna actual es adecuada para caminar, el sistema actual no soluciona todas las parálisis de la médula espinal.

Pero el equipo tenía la esperanza de que nuevos avances harían que el tratamiento fuera más accesible y sistemáticamente más efectivo. “Éste es nuestro verdadero objetivo”, dijo el doctor Courtine, “hacer que esta tecnología esté disponible en todo el mundo para todos los pacientes que la necesitan”.