Foto: Un voluntario paralítico de Ohio controla una simulación virtual de su brazo mediante dos implantes cerebrales.

Unos científicos de la Universidad Case Western de Ohio (EEUU) afirman haber rehuído la lesión medular de un hombre paralítico gracias a la electrónica. Aseguran haber logrado que el sujeto mueva un brazo y una mano mediante un implante cerebral.

La prueba representa la primera demostración de que las señales recogidas del cerebro se han transmitido directamente a unos electrodos colocados dentro del brazo para restaurar el movimiento, dice Robert Kirsch, un ingeniero biomédico de la Universidad Case Western. También dirige el Centro FES de Cleveland, que desarrolla tecnologías para las personas con parálisis.

El proyecto, descrito el martes en la reunión de la Sociedad para la Neurociencia en Chicago (EEUU), representa un paso hacia un sistema inalámbrico capaz de transmitir las señales cerebrales por el aire hasta la electrónica implantada en las extremidades de los paralíticos, restaurando así la capacidad de realizar tareas cotidianas sencillas.

Las personas familiarizadas con los resultados del estudio dijeron que los movimientos de los voluntarios todavía son algo toscos y falta pulir la coordinación. "No es un movimiento fluido como cuando coges una taza de café para beber", dice John Donoghue, uno de los líderes de BrainGate, un consorcio que está desarrollando interfaces de cerebro-máquina e incluye el grupo de la Universidad de Case Western. "Pero que hayan conseguido que una persona pueda controlar su propio cuerpo, estimular músculos de una manera específica que los hace moverse, y que lo hayan hecho desde una pequeña zona del cerebro, es increíble".

Foto: El Conjunto de Electrodos Utah dispone de 96 agujas de silicio que graban los impulsos eléctricos de las neuronas cerebrales.

Los voluntarios de los estudios de implantes cerebrales han llegado a mover con anterioridad unos cursores de ordenador y a controlar brazos robóticos. El año pasado, otro hombre distinto de Ohio con parálisis parcial del brazo recibió un implante cerebral y fue capaz de abrir y cerrar la mano mentalmente utilizando tiras de electrodos externos colocados en su antebrazo. Ese esfuerzo, llamado Neurobridge, está siendo liderado por la Universidad Estatal de Ohio y el Instituto Memorial Battelle (ambos en EEUU).

El proyecto de la Universidad de Case Western va un paso más allá porque el nuevo voluntario tiene una lesión medular que le impide totalmente mover los brazos. Mary Buckett, una portavoz del Centro FES, dijo que la identidad del participante no se ha hecho público aún.

Bolu Ajiboye, el investigador de la Universidad de Case Western que presentó los datos del equipo en Chicago el pasado martes, dice que hace nueve meses unos cirujanos implantaron dos conjuntos de electrodos de silicio, llamados conjuntos Utah, en la corteza motora del voluntario, la parte del cerebro donde se planifican los movimientos. Los cables de cada conjunto de electrodos salen del cerebro por unos puertos metálicos y se conectan a ordenadores que interpretan las señales.

Para completar el puente de la lesión medular del voluntario, los médicos insertaron más de 16 finos cables en el brazo y la mano del hombre. Los impulsos eléctricos enviados a esos electrodos provocan la contracción de distintos músculos, creando movimiento en el hombro, el codo y la muñeca, un enfoque conocido como la estimulación eléctrica funcional, o FES (por sus siglas en inglés).

Según Kirsch, el voluntario es capaz de controlar con mucha precisión una simulación por ordenador de su brazo utilizando las señales cerebrales. Mover el brazo físico bajo el control cerebral se ha mostrado más difícil. "La instalación virtual es perfecta, hace lo que le manda, pero el sistema FES tiene que utilizar el brazo paralizado", dice Kirsch. Añade que el hombre llevaba tanto tiempo paralizado que sus músculos están débiles y atrofiados.

Foto: Un electrodo FES se utiliza para estimular los músculos, y crear movimiento, en las extremidades de las personas paralizadas.

Los esfuerzos por combinar las interfaces cerebro-máquina con sistemas de FES empezaron hace 20 años. En un experimento de 1998, un voluntario llamado Jim Jatich utilizó señales captadas por un gorro de EEG colocado en su cabeza para activar un temprano dispositivo de FES conocido como Freehand (Manolibre), que abría y cerraba su mano utilizando estimuladores (ver Huérfanos de la empresa que les devolvió el movimiento de la mano). Ese dispositivo sólo requería una sencilla señal de encendido/apagado, que Jatich podía generar al modular su onda EEG.

Los implantes colocados en contacto con la corteza motora pueden recopilar información mucho más detallada, incluidas unas estimaciones acerca de los movimientos de extremidades en los que piensa la persona. En experimentos con brazos robóticos, algunos voluntarios han conseguido mover y apilar objetos (ver Experimentar con los pensamientos). Ahora los científicos intentan establecer un control similar o mejor sobre las extremidades propias de una persona.

"El objetivo es que que una persona ande por la habitación, haciendo cosas normales", dice Donoghue. "Pero es una visión con muchos pasos previos antes de verse realizada".

Puede que una solución práctica no llegue a tiempo para las personas con parálisis. Ian Burkhart, el participante en el estudio de la Universidad Estatal de Ohio, dice que todavía entrena tres días a la semana con los investigadores, practicando con el agarre de objetos pequeños. "Si pudiese llevarme el sistema con el que trabajo a casa, lo haría sin pensármelo dos veces", dice el hombre de 24 años, que resultó herido en un accidente de natación. "Tiene limitaciones, pero el beneficio de poder coger algo y moverlo las supera con creces".