OPINIÓN ARTURO BARBA

Tetraplégico camina otra vez

De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud, más de 23 millones 600 mil personas en todo el planeta padece algún tipo parálisis.

Gert-Jan camina con el puente digital en el Hospital  Universitario de Lausana, Suiza.
Gert-Jan camina con el puente digital en el Hospital Universitario de Lausana, Suiza.Créditos: CHUV/Gilles Weber
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El desarrollo de un método que permite a personas tetrapléjicas y parapléjicas recuperar la sensibilidad y la movilidad de sus extremidades es, sin lugar a dudas, uno de los acontecimientos más importantes de la ciencia y la tecnología en el campo biomédico a nivel mudial de los últimos años, solo después del desarrollo de las vacunas de ARNm contra la COVID-19.

De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud, más de 23 millones 600 mil personas en todo el planeta padece algún tipo parálisis de una parte de su cuerpo por lesión de médula espinal (LME) y cada año se suman otras 900 mil, la mayoría como resultado de algún traumatismo causado por accidentes de tránsito, actos violentos, caídas y deportes extremos, pero también un amplio número de personas la padece por accidentes cerebrovasculares y derrames cerebrales, entre otras causas.

En México se estima que la incidencia de este padecimiento es de 24 casos por cada millón de habitantes, es decir, cada año alrededor de 3 mil personas mexicanas sufre algún tipo de LME.

Como consecuencia de estas lesiones paralizantes no pueden sentir ni mover la mitad del cuerpo, de la cintura para abajo cuando es paraplejia, o casi todo el cuerpo, desde el cuello hacia abajo cuando sufren tetraplejia.

La recuperación por alguna LME grave es prácticamente imposible, por lo que los pacientes pierden la capacidad de sentir y mover parte de su cuerpo de por vida, lo que desencadena una serie de complicaciones médicas, fisiológicas, psicológicas, económicas, familiares y sociales.

La mayoría de las personas que la padecen experimentan atrofia, pérdida de masa muscular, osteoporosis o disminución de la densidad ósea, lo que aumenta la posibilidad de fracturas. Se incrementa el riesgo de úlceras por presión en áreas del cuerpo como los glúteos, espalda baja y muslos; contracturas articulares y rigidez, lo que dificulta sentarse correctamente en una silla de ruedas o moverse y acomodarse en asientos y bancas. Además, afecta diversos órganos como la vejiga, intestinos, riñones, piel, entre otros.

CHUV/Gilles Weber.

Durante décadas diversos grupos de científicos han intentado encontrar formas de reparar estas vías nerviosas rotas sin grandes resultados, hasta ahora.

Este hito lo consiguió un equipo internacional de científicos encabezado por Grégoire Courtine, de la Escuela Politécnica Federal de Lausana, (EPFL, por sus siglas en francés), y Jocelyn Bloch, del Hospital Universitario de Lausana, en Suiza, luego de 30 años de investigaciones.

En ese tiempo, los científicos llevaron a cabo importantes logros que van desde desarrollos tecnológicos, descubrimientos científicos y nuevas terapias médicas. Sus investigaciones iniciaron con cultivos celulares, roedores, monos y desde hace 6 años, con seres humanos.

Las revistas científicas más importantes del mundo han publicado los resultados conforme avanzan las investigaciones, por ejemplo, en febrero de 2018, la revista Nature Medicine publicó un artículo donde se reportó que se habían probado con éxito los avances de su desarrollo tecnológico que permitió a seis personas parepléjicas recuperar la movilidad de sus piernas.

Esto lo consiguieron mediante la estimulación eléctrica epidural (EES, por sus siglas en inglés) que consiste en un implante de una pequeña placa de 10 por 2 cm y 16 electrodos, que se coloca en la médula espinal por debajo de la lesión. A esa placa llegan pulsos eléctricos que estimulan los lugares precisos de su médula espinal responsables de controlar todos y cada uno de los nervios involucrados en el movimiento de los músculos de las piernas y del torso (abdomen y espalda baja).

Es una especie de puente neuroprotésico entre el cerebro y la médula espinal lumbar del paciente que se le implanta por debajo de la lesión.

Pero esta semana este mismo grupo de científicos reportó en la revista Nature la versión mejorada de esta tecnología que permitió a una persona tetraplégica recuperar el movimiento de sus piernas.

Esta tecnología que el propio Grégoire Courtine llama “puente digital inalámbrico” es un sistema integrado por implantes, dispositivos electrónicos, programa de inteligencia artificial, cirugías, terapias de neurorrehabilitación, sensores y comunicación inalámbrica, entre otros, llamado interfaz cerebro-columna vertebral (BSI, por sus siglas en inglés).

A través de tecnología inalámbrica, el sistema transmite señales desde el cerebro, encargado del control del movimiento voluntario, hasta las piernas a través de la estimulación eléctrica del implante epidural.

Con el puente, los investigadores restablecieron la comunicación inalámbrica del cerebro de Gert-Jan, joven neerlandés tetrapléjico, con sus nervios responsables de controlar el movimiento de sus piernas, pies y tronco.

El sistema presentado esta semana es la versión más actualizada y mejorada. Se mantiene el implante epidural, pero se incorporan dos nuevos elementos: el primero, es un esquema de rehabilitación basado en inteligencia artificial compuesto por un programa de software computarizado y comunicación inalámbrica; y el segundo, son dos implantes cerebrales con 64 electrodos cada uno.

Los dos implantes de 5 centímetros se colocan en el cráneo, en lugar del hueso, por encima de la duramadre cerebral (la meninge externa) en la corteza sensoriomotora y quedan cubiertos por la piel. Los implantes con 64 electrodos –invisibles a la vista e inocuos para el paciente– captan la actividad cortical o de la corteza cerebral que es responsable de controlar el movimiento de las piernas.

Registran las señales emitidas por el cerebro de Gert-Jan cada vez que piensa en mover las piernas, es decir, capta su pensamiento motor y envía la información de manera inalámbrica a través de una antena.

Estas señales son captadas por el programa de inteligencia artificial cargado en una computadora portátil mediante una especie de diadema con auriculares y son traducidas por un algoritmo matemático a una estimulación eléctrica analógica que, a su vez, es enviada en tiempo real a un estimulador del implante epidural de la columna vertebral.

La computadora envía las predicciones motoras de los diferentes patrones de pulsos eléctricos al implante epidural según el movimiento que se desea realizar el cerebro. Así, con solo pensarlo, Gert-Jan establece la comunicación entre el cerebro y la parte inferior del cuerpo, gracias a que el implante registra de forma inalámbrica su actividad cerebral y la transmite al implante de estimulación eléctrica epidural en su columna.

Entre los pasos siguientes de esta investigación se encuentra el miniaturizar todo el sistema, especialmente los dispositivos como la diadema con los auriculares que registran la actividad cerebral, la computadora que contiene el programa de inteligencia artificial y el marcapaso que genera los pulsos eléctricos. Esto los hará portátiles y más fáciles de usar en la vida cotidiana.

Asimismo, en los siguientes 12 meses los científicos llevarán a cabo un ensayo clínico con más pacientes para validar esta tecnología como un procedimiento médico, con el objetivo de llevar esta tecnología a todo el mundo, hacerla disponible a todas las personas que lo necesiten.

Comentarios y sugerancias: @abanav / abanav@gmail.com y sapiensideas.com