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Un hombre paralítico puede volver a caminar de manera natural con implantes en el cerebro y la columna vertebral

Gert-Jan Oskam, quien lleva más de una década paralizado de la cintura hacia abajo. (Jimmy Ravier/EPFL vía The New York Times).
Gert-Jan Oskam, quien lleva más de una década paralizado de la cintura hacia abajo. (Jimmy Ravier/EPFL vía The New York Times).

Gert-Jan Oskam vivía en China en 2011 cuando sufrió un accidente de motocicleta que lo dejó paralizado de la cadera hacia abajo. Ahora, mediante un conjunto de dispositivos, los científicos le devolvieron el control sobre la parte inferior de su cuerpo.

“Durante 12 años he intentado recuperar mis piernas”, afirmó Oskam en una rueda de prensa el martes. “Ahora ya aprendí a caminar normal, natural”.

En un estudio publicado el miércoles en la revista Nature, investigadores de Suiza describieron unos implantes que creaban un “puente digital” entre el cerebro de Oskam y su médula espinal, evadiendo las secciones lesionadas. El descubrimiento le permitió a Oskam, de 40 años, ponerse de pie, caminar y subir una rampa empinada con la única ayuda de una andadera. A más de un año de que se le colocó el implante, aún conserva estas habilidades y de hecho ha mostrado signos de recuperación neurológica, pues ha caminado con muletas incluso cuando el implante estaba apagado.

“Captamos los pensamientos de Gert-Jan y los tradujimos en una estimulación de la médula espinal para restablecer el movimiento voluntario”, declaró en la rueda de prensa Grégoire Courtine, especialista en médula espinal de la Escuela Politécnica Federal de Lausana, quien colaboró en la dirección de la investigación.

Jocelyne Bloch, la neurocientífica de la Universidad de Lausana que le colocó el implante a Oskam, añadió: “A mi parecer era bastante ciencia ficción al principio, pero hoy se hizo realidad”.

En las últimas décadas se han producido varios avances en el tratamiento tecnológico de las lesiones medulares. En 2016, un grupo de científicos dirigido por Courtine logró devolverles la capacidad de caminar a monos paralíticos y otro ayudó a un hombre a recuperar el control de su mano paralizada. En 2018, otro grupo de científicos, también dirigido por Courtine, ideó una manera de estimular el cerebro con generadores de impulsos eléctricos, lo que les permitió a personas con parálisis parcial volver a caminar y andar en bicicleta. El año pasado, procedimientos más avanzados de estimulación cerebral lograron que personas paralíticas pudieran nadar, caminar y andar en bicicleta en un solo día de tratamiento.

Gert-Jan Oskam, quien lleva más de una década paralizado de la cintura hacia abajo. (Jimmy Ravier/EPFL vía The New York Times).
Gert-Jan Oskam, quien lleva más de una década paralizado de la cintura hacia abajo. (Jimmy Ravier/EPFL vía The New York Times).

Oskam se había sometido a procedimientos de estimulación en años anteriores e incluso había recuperado cierta capacidad para caminar, pero con el tiempo su mejoría se estancó. En la rueda de prensa, Oskam aseveró que estas tecnologías de estimulación le habían dejado la sensación de que había algo raro en la locomoción, una distancia extraña entre su mente y su cuerpo.

La interfaz nueva cambió esta situación, dijo: “Antes la estimulación me controlaba a mí y ahora yo la controlo”.

En el estudio nuevo, la interfaz cerebroespinal, como la llamaron los investigadores, aprovechaba un decodificador de pensamientos de inteligencia artificial para leer las intenciones de Oskam (detectables como señales eléctricas en su cerebro) y emparejarlas con los movimientos musculares. Se conservó la etiología del movimiento natural, desde el pensamiento hasta la intención y la acción. El único aspecto añadido, como lo describió Courtine, fue el puente digital que atravesaba las partes lesionadas de la columna vertebral.

Andrew Jackson, neurocientífico de la Universidad de Newcastle quien no participó en el estudio, afirmó: “Esto plantea cuestiones interesantes sobre la autonomía y el origen de las órdenes. Se sigue difuminando la frontera filosófica entre lo que es el cerebro y lo que es la tecnología”.

Jackson añadió que los científicos de este ámbito llevaban décadas teorizando sobre la conexión del cerebro con estimuladores de la médula espinal, pero que esta era la primera vez que lograban tal éxito en un paciente humano. “Es fácil decirlo, pero es mucho más difícil hacerlo”, señaló.

Para lograr este resultado, los investigadores primero implantaron electrodos en el cráneo y la columna vertebral de Oskam. A continuación, el equipo utilizó un programa de aprendizaje por computadora para observar qué partes del cerebro se iluminaban cuando intentaba mover distintas partes del cuerpo. Este decodificador de pensamientos logró relacionar la actividad de determinados electrodos con intenciones concretas: una configuración se encendía cuando Oskam intentaba mover los tobillos y otra cuando trataba de mover la cadera.

A continuación, los investigadores utilizaron otro algoritmo para conectar el implante cerebral con el espinal, que se configuró para enviar señales eléctricas a distintas partes del cuerpo y provocar el movimiento. El algoritmo pudo reconocer ligeras variaciones en la dirección y velocidad de cada contracción y relajación muscular y, como las señales entre el cerebro y la columna se enviaban cada 300 milisegundos, Oskam podía ajustar su estrategia con rapidez, con base en lo que funcionaba y lo que no. En la primera sesión de tratamiento, ya podía girar los músculos de la cadera.

En los meses siguientes, los investigadores perfeccionaron la interfaz cerebroespinal para adaptarla mejor a acciones básicas como caminar y ponerse de pie. Oskam adquirió una marcha de aspecto un tanto natural y pudo subir escalones y rampas con relativa facilidad, incluso después de meses sin tratamiento. Además, tras un año en tratamiento, empezó a notar mejoras evidentes en su movimiento sin la ayuda de la interfaz cerebroespinal. Los investigadores documentaron estas mejoras en pruebas de carga de peso, equilibrio y marcha.

Ahora Oskam puede caminar de manera limitada por su casa, subir y bajar de un auto y pararse en una barra para tomar una copa. Por primera vez, comentó, siente que es él quien tiene el control.

Los investigadores reconocieron las limitantes de su trabajo. Las intenciones sutiles del cerebro son difíciles de distinguir y, aunque la interfaz cerebroespinal actual es adecuada para caminar, quizá no pueda decirse lo mismo de la recuperación del movimiento de la parte superior del cuerpo. Además, el tratamiento es invasivo, requiere múltiples intervenciones quirúrgicas y horas de fisioterapia, y el sistema actual no soluciona todos los tipos de parálisis de la médula espinal.

No obstante, el equipo confía en que los avances nuevos hagan el tratamiento más accesible y eficaz en términos sistemáticos. “Este es nuestro objetivo principal”, concluyó Courtine, “hacer que esta tecnología esté disponible en todo el mundo para todos los pacientes que la necesiten”.

c.2023 The New York Times Company