Implantes cerebrales: una nueva esperanza para las personas con movilidad reducida

Cuando Phil O’Keefe quiere abrir un documento o pinchar en un enlace en su pantalla de ordenador, puede pensar en tocar su tobillo izquierdo.

Esa actividad es recogida por sensores implantados en un vaso sanguíneo en su cerebro y transmitida a un ordenador a través de dispositivos en su pecho. Las señales se convierten en un clic del ratón o en hacer ‘zoom’ en su pantalla con la ayuda de ‘software’ de aprendizaje automático.

El señor O’Keefe, de 60 años, es uno de los pocos pacientes con problemas de movilidad que están probando este nuevo sistema, parte de una ola de tecnología de inteligencia sensorial que pretende permitir a la gente paralítica por una enfermedad o accidente lidiar con tareas diarias que requieren movimiento. En 2015, le diagnosticaron esclerosis lateral amiotrófica, una enfermedad neurodegenerativa comúnmente conocida como ELA.

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Empresas y laboratorios académicos alrededor del mundo están compitiendo por construir dispositivos de última generación e inteligencia artificial que puedan monitorizar y descodificar la actividad cerebral. Con 500.000 personas al año sufriendo lesiones en la médula espinal y cada vez más accidentes cerebrovasculares entre los pacientes más jóvenes debido al covid-19, hay una gran necesidad, según los neurólogos.

El éxito depende de una mejor comprensión de la función cerebral normal y ser capaces de construir dispositivos resistentes, precisos y seguros que funcionen fuera del ámbito de la investigación. Empresas como la ‘startup’ de Silicon Valley Synchron, que desarrolló el sensor del cerebro de O’Keefe, están creando tecnología para acceder al cerebro a la vez que limitando el potencial de daño.

Los expertos dicen que Stentrode, producto de Synchron, cuenta con el potencial para expandir las opciones de movilidad para pacientes que no se pueden mover. Hasta ahora, su fiabilidad varía. Los expertos dicen que podría mejorar con entrenamiento o actualizaciones de ‘software’.

La tecnología se encuentra en una fase muy inicial y para testar su seguridad a largo plazo habrá que hacer más pruebas con muchos pacientes

La tecnología se encuentra en una fase muy inicial, y su seguridad a largo plazo necesita ser probada en más pacientes, indican los expertos. Si el dispositivo rompiese el vaso sanguíneo en el que está, los daños serían seguramente mortales. La empresa declara que ha hecho pruebas de seguridad para mitigar los riesgos.

Stentrode ha sido implantado en tres pacientes hasta el momento como parte de un pequeño ensayo en Australia, dice Thomas Oxley, director ejecutivo de Synchron. El ensayo se explica en un estudio publicado por científicos asociados con la empresa. Los investigadores esperan incluir a un total de cinco participantes para evaluar la seguridad del dispositivo, explica Peter Mitchell, el cirujano que implantó el mismo.

“En dos o tres meses, los pacientes ya podían hacer mucho más de lo que pensamos que harían tan rápidamente con un prototipo”, declara el Dr. Mitchell, director del servicio de intervenciones neurológicas del Royal Melbourne Hospital.

“Mi enfermedad es terminal, así que realmente era una cuestión de si quiero calidad de vida o solo quiero sentarme y ver la televisión todo el día”, cuenta Graham Felstead, de 76 años, el primer paciente al que se le implantó el dispositivo.

Muchas personas con movilidad reducida que quieren utilizar un ordenador o un móvil dependen actualmente de tecnología de rastreo ocular, que es efectiva pero puede ser agotadora, dicen los expertos. Otros métodos son de baja tecnología, como colocar botones en la silla de ruedas de un paciente.

Los investigadores también están trabajando en dispositivos que pueden recuperar señales nerviosas residuales a través de sensores en el brazo o la mano. Los dispositivos para personas que no se pueden mover prácticamente tendrán que interactuar con el cerebro directamente, a pesar de que eso necesita cirugía cerebral.

“No hay demasiadas opciones que permitan que alguien tenga un poco más de autonomía sin una cirugía importante o sin tener esa tensión mental del rastreador ocular”, dice Tara Hamilton, profesora adjunta de Ingeniería Eléctrica y de Datos en la Universidad Tecnológica de Sídney. “Todavía estamos intentando encontrar una forma mejor de interactuar con el cerebro”.

El trabajo reciente en neurotecnología aspira a aprender de tantas células o regiones de dicho órgano como sea posible

El trabajo reciente en neurotecnología aspira a aprender de tantas células o regiones cerebrales como sea posible para ofrecer a los científicos interpretaciones más precisas de las señales que sustentan actividades como hablar, caminar y agarrar. Los científicos de datos podrán trasladar después esos registros neuronales a instrucciones que puedan incluirse en un dispositivo robótico, o en el sistema nervioso, para generar movimiento, visión o incluso la sensación de tacto, según los expertos.

En julio, científicos de la Universidad de Stanford presentaron un implante cerebral que podría descodificar la actividad cerebral que corresponde a los movimientos de escritura a mano en un paciente cuya mano estuviera paralizada —detectando señales cuando el paciente simplemente pensara en mover la mano—. El ‘software’ de inteligencia artificial convierte esas señales a texto en tiempo real a una velocidad de 90 caracteres por minuto, más rápido que otras interfaces cerebroordenador, según un estudio preliminar enviado a un servidor de prepublicación.

Empresas como Paradromics y Neuralink, fundada por Elon Musk, están intentando fabricar dispositivos que puedan registrar información del cerebro a gran escala. Ambas han probado sus productos en animales.

Acceder a tantas células delicadas del cerebro tiene un precio: los electrodos que llegan hasta el tejido pueden provocar inflamación con el tiempo. Los desarrolladores están trabajando en sensores fabricados con materiales que son menos dañinos y en reducir su tamaño.

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Los dispositivos experimentales todavía son voluminosos, lo que limita su utilización en el mundo real, y requerirían una cirugía cerebral importante. Los investigadores están buscando otros medios para acceder a la actividad cerebral —por ejemplo, con sensores no invasivos colocados en el cráneo o en la oreja, o a través de los grandes vasos sanguíneos del cerebro, donde se pueden implantar sensores—. Sin embargo, eso aumenta la distancia entre las células cerebrales y los sensores, lo que afecta a la calidad de los registros y puede limitar la precisión y los tipos de acciones con que la tecnología puede ayudar a los pacientes.

Al señor O’Keefe, que vive cerca de Melbourne, le implantaron el dispositivo Stentrode en abril. Una vez se curó la cicatriz de su pecho, empezó el entrenamiento.

La acción de pinchar con el ratón se calibró a su tobillo izquierdo porque es lo que enviaba la señal más fuerte de su cerebro al dispositivo, explica. Utiliza una tecnología de rastreo ocular diferente para mover el cursor. Durante la primera sesión de entrenamiento, le costó cuatro horas redactar y enviar un ‘e-mail’. Ahora dice que lo hace en minutos.

Por ahora, O’Keefe dice que todavía tiene control suficiente sobre sus manos para mover un ratón y escribir despacio, pero que espera que su uso de la tecnología Stentrode aumente con el paso del tiempo. La utiliza de media dos veces a la semana para enviar ‘e-mails’, navegar en la web y pagar facturas.

Declara que aceptó participar en el ensayo para ayudar a otros con su enfermedad. Se prevé que su enfermedad avance hasta el punto en que no pueda escribir, utilizar un ratón o hablar, dice él mismo. En este punto, afirma, “si no fuese por el ensayo, me estaría volviendo muy loco”.