Implantes en cerebro y columna restauran el movimiento en un hombre paralítico

Un par de implantes que forman un puente digital entre el cerebro y la médula espinal han permitido que un paciente «piloto» se ponga de pie y vuelva a caminar mejor, lo que promete una innovación que algún día podría transformar la vida de las personas con parálisis.

Gert-Jan usando los nuevos implantes. Crédito: EPFL.

Dirigida por expertos del Instituto Federal Suizo de Tecnología de Lausana (EPFL), la investigación involucró a un hombre de 40 años llamado Gert-Jan, que había quedado paralizado por un accidente ciclístico hace más de una década.

Uno de los implantes probados en el paciente se encuentra sobre su cerebro, decodificando señales eléctricas que inician el movimiento. Se comunica con otro implante conectado a la parte de la médula espinal responsable de desencadenar el movimiento en sus piernas. Juntos, pueden hacer un bypass a la sección lesionada de su médula espinal cervical, restableciendo de forma inalámbrica el vínculo entre su cerebro y su cuerpo.

Después de un año de someterse a fisioterapia y usar los implantes, se restauró parte de la conectividad dañada en el sistema nervioso central de Gert-Jan. De hecho, su capacidad locomotora mejoró hasta el punto de poder caminar con muletas, incluso cuando los dispositivos estaban apagados.

Esa es una buena señal de que al menos algunas de sus neuronas se reorganizaron para restablecer la comunicación.

«Hemos creado una interfaz inalámbrica entre el cerebro y la médula espinal utilizando tecnología de interfaz cerebro-computadora (BCI) que transforma el pensamiento en acción», dijo el neurocientífico de EPFL Grégoire Courtine.

Algoritmos de Inteligencia Artificial

En el transcurso de 12 meses, se demostró que los implantes de puentes digitales ayudan a Gert-Jan a caminar y pararse de forma más natural, sin los sensores de movimiento portátiles adicionales utilizados en tecnologías previamente probadas para detectar y estimular el movimiento. Además, la interfaz cerebro-columna vertebral (BSI) que se introdujo en esta prueba significó que podía subir escaleras y cruzar terrenos variados (como rampas empinadas, por ejemplo), desafíos que antes no podía manejar.

La clave del sistema es una serie de algoritmos de inteligencia artificial que pueden adaptarse y aprender con las indicaciones del usuario. El paciente tiene que entrenar al modelo para que pueda decodificar qué pensamientos cerebrales corresponden a qué movimientos, un proceso que lleva un tiempo sorprendentemente corto.

Crédito: Lorach et al., Nature, 2023.

«El paciente primero tiene que aprender a trabajar con las señales de su cerebro, y también tenemos que aprender a correlacionar estas señales cerebrales con la estimulación de la médula espinal», explicó Jocelyne Bloch, neurocirujana de la EPFL. «Esto es bastante rápido: en unas pocas sesiones, todo está vinculado».

Si bien este tipo de sistema no funcionará para todos los tipos de lesiones de la médula espinal y solo se ha probado en una persona, aquí existe un gran potencial para usar tecnología e IA para llenar los vacíos en el sistema nervioso causados por lesiones.

Para Gert-Jan, el progreso ha sido lento a veces, pero su calidad de vida ha mejorado significativamente gracias a los implantes que usaba en casa. Por ejemplo, ahora puede pararse en un bar para disfrutar de una cerveza con amigos —algo aparentemente pequeño que la mayoría de nosotros damos por sentado, pero que significa mucho para Gert-Jan y su recuperación—.

«Este simple placer representa un cambio significativo en mi vida», comentó.

La investigación ha sido publicada en Nature.

Fuente: Neuro Restore/SciAl. Edición: MP.