Hombre parapléjico vuelve a caminar por “puente digital” entre su médula y cerebro
Gert-Jan sufrió hace 10 años una lesión medular a causa de un accidente en bicicleta cuando regresaba de su trabajo. Ahora pudo caminar de nuevo gracias a dos implantes en su cerebro, los cuales se encargan de leer sus pensamientos y los envían, sin cables, a un tercer implante, que se encarga de estimular eléctricamente su médula espinal. En este hallazgo participó la neuroingeniera colombiana Andrea Gálvez.
Ana Hernando - Agencia SINC
El neurocientífico Grégoire Courtine, de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), junto a la neurocirujana Jocelyne Bloch, del Centro hospitalario Universitario de Vaud de la EPFL (ambos en Suiza), llevan años investigando para que personas con la médula espinal dañada vuelvan a andar. En 2018, lograron que tres hombres paralizados desde hacía varios años consiguieran ese objetivo, tras introducirles implantes en la médula espinal. (Puede leer: Andrea Gálvez, la colombiana que trabaja para que personas con parálisis vuelvan a caminar)
Ahora, un equipo, a cuyo frente están ambos investigadores, ha desarrollado una tecnología inalámbrica que ha permitido volver a caminar a Gert-Jan, un hombre holandés 40 años que, hace una década, sufrió un accidente en bicicleta, que provocó una lesión medular incompleta. Tras varios años de rehabilitación, el holandés logró recuperar bastante movilidad en los brazos; pero sus piernas siguieron paralizadas.
“Hemos creado un ‘puente digital’ entre el cerebro y la médula espinal, mediante una interfaz cerebro-ordenador [BCI], que transforma el pensamiento en acción con algoritmos de inteligencia artificial”, destaca Courtine, líder del estudio publicado en Nature.
El paciente toma el control
Los autores explican que esta tecnología permitió al paciente recuperar el control natural del movimiento de sus piernas paralizadas. Además, después de varias sesiones de rehabilitación con la BCI, el equipo cuantificó notables mejoras en sus percepciones sensoriales y habilidades motoras y que se mantuvieron incluso cuando el dispositivo estaba desconectado.
En este sentido, Andrea Gálvez Solano, investigadora de la EPFL, comenta a SINC que “la novedad de la BCI es que el paciente puede controlar la estimulación —y por tanto los movimientos— directamente a través de sus pensamientos”. (Puede ver: La colombiana que sueña con devolverles el movimiento a personas con parálisis)
Según Gálvez, “esto significa que es capaz de dar pasos más largos o cortos, caminar sobre diferentes superficies e incluso subir escaleras, adaptándose a los entornos de la vida cotidiana. Es probable que la activación simultánea de las neuronas por encima y por debajo de la lesión, que permite la interfaz, junto con sesiones de rehabilitación específicas, favorezca la recuperación neurológica y mejore el cuadro clínico del paciente, subraya.
Para establecer el puente digital, se necesitaron dos tipos de implantes electrónicos. Bloch lo explica: “Hemos implantado electrodos, desarrollados por el centro de investigación CEA, sobre la región del cerebro que controla el movimiento de las piernas. Estos dispositivos permiten descodificar las señales eléctricas que genera el cerebro cuando pensamos en caminar. También “colocamos un neuroestimulador conectado a una guía de electrodos sobre la región de la médula espinal encargada de las extremidades inferiores”.
Por su parte, Guillaume Charvet, responsable del programa BCI en el CEA, comenta que “gracias al uso de algoritmos de inteligencia artificial adaptativa, las intenciones de movimiento del paciente se descodifican en tiempo real a partir de registros cerebrales”.
A continuación, “estas intenciones se convierten en secuencias de estimulación eléctrica de la médula espinal, que a su vez activan los músculos de las piernas para lograr el movimiento deseado. Este puente digital funciona de forma inalámbrica, lo que permite al paciente desplazarse de forma autónoma”, subraya el experto.
Otras posibles aplicaciones
Gert-Jan cuenta que, después de diez años, ha recuperado la agradable sensación de poder compartir una cerveza de pie en un bar con sus amigos: “Este simple placer representa un cambio significativo en mi vida”, comenta satisfecho. (Le puede interesar: Un implante cerebral permite que un hombre con parálisis se comunique)
Hasta el momento, el sistema BCI solo se ha probado con él. Sin embargo, según Gálvez,”en el futuro, podría utilizarse una estrategia parecida para restablecer las funciones del brazo y la mano. Y también podría aplicarse a otros problemas neurológicos, como la parálisis debida a un ictus”.
La empresa ONWARD Medical, junto con el CEA y la EPFL, ha recibido apoyo de la Comisión Europea a través de su Consejo Europeo de Innovación para desarrollar una versión comercial del puente digital, con el objetivo de que la tecnología esté disponible en todo el mundo.
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El neurocientífico Grégoire Courtine, de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), junto a la neurocirujana Jocelyne Bloch, del Centro hospitalario Universitario de Vaud de la EPFL (ambos en Suiza), llevan años investigando para que personas con la médula espinal dañada vuelvan a andar. En 2018, lograron que tres hombres paralizados desde hacía varios años consiguieran ese objetivo, tras introducirles implantes en la médula espinal. (Puede leer: Andrea Gálvez, la colombiana que trabaja para que personas con parálisis vuelvan a caminar)
Ahora, un equipo, a cuyo frente están ambos investigadores, ha desarrollado una tecnología inalámbrica que ha permitido volver a caminar a Gert-Jan, un hombre holandés 40 años que, hace una década, sufrió un accidente en bicicleta, que provocó una lesión medular incompleta. Tras varios años de rehabilitación, el holandés logró recuperar bastante movilidad en los brazos; pero sus piernas siguieron paralizadas.
“Hemos creado un ‘puente digital’ entre el cerebro y la médula espinal, mediante una interfaz cerebro-ordenador [BCI], que transforma el pensamiento en acción con algoritmos de inteligencia artificial”, destaca Courtine, líder del estudio publicado en Nature.
El paciente toma el control
Los autores explican que esta tecnología permitió al paciente recuperar el control natural del movimiento de sus piernas paralizadas. Además, después de varias sesiones de rehabilitación con la BCI, el equipo cuantificó notables mejoras en sus percepciones sensoriales y habilidades motoras y que se mantuvieron incluso cuando el dispositivo estaba desconectado.
En este sentido, Andrea Gálvez Solano, investigadora de la EPFL, comenta a SINC que “la novedad de la BCI es que el paciente puede controlar la estimulación —y por tanto los movimientos— directamente a través de sus pensamientos”. (Puede ver: La colombiana que sueña con devolverles el movimiento a personas con parálisis)
Según Gálvez, “esto significa que es capaz de dar pasos más largos o cortos, caminar sobre diferentes superficies e incluso subir escaleras, adaptándose a los entornos de la vida cotidiana. Es probable que la activación simultánea de las neuronas por encima y por debajo de la lesión, que permite la interfaz, junto con sesiones de rehabilitación específicas, favorezca la recuperación neurológica y mejore el cuadro clínico del paciente, subraya.
Para establecer el puente digital, se necesitaron dos tipos de implantes electrónicos. Bloch lo explica: “Hemos implantado electrodos, desarrollados por el centro de investigación CEA, sobre la región del cerebro que controla el movimiento de las piernas. Estos dispositivos permiten descodificar las señales eléctricas que genera el cerebro cuando pensamos en caminar. También “colocamos un neuroestimulador conectado a una guía de electrodos sobre la región de la médula espinal encargada de las extremidades inferiores”.
Por su parte, Guillaume Charvet, responsable del programa BCI en el CEA, comenta que “gracias al uso de algoritmos de inteligencia artificial adaptativa, las intenciones de movimiento del paciente se descodifican en tiempo real a partir de registros cerebrales”.
A continuación, “estas intenciones se convierten en secuencias de estimulación eléctrica de la médula espinal, que a su vez activan los músculos de las piernas para lograr el movimiento deseado. Este puente digital funciona de forma inalámbrica, lo que permite al paciente desplazarse de forma autónoma”, subraya el experto.
Otras posibles aplicaciones
Gert-Jan cuenta que, después de diez años, ha recuperado la agradable sensación de poder compartir una cerveza de pie en un bar con sus amigos: “Este simple placer representa un cambio significativo en mi vida”, comenta satisfecho. (Le puede interesar: Un implante cerebral permite que un hombre con parálisis se comunique)
Hasta el momento, el sistema BCI solo se ha probado con él. Sin embargo, según Gálvez,”en el futuro, podría utilizarse una estrategia parecida para restablecer las funciones del brazo y la mano. Y también podría aplicarse a otros problemas neurológicos, como la parálisis debida a un ictus”.
La empresa ONWARD Medical, junto con el CEA y la EPFL, ha recibido apoyo de la Comisión Europea a través de su Consejo Europeo de Innovación para desarrollar una versión comercial del puente digital, con el objetivo de que la tecnología esté disponible en todo el mundo.
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