Un implante cerebral le ofrece a un paciente con parálisis total la posibilidad de comunicarse

En 2020, Ujwal Chaudhary, un ingeniero biomédico que en ese entonces trabajaba en la Universidad de Tubinga y el Centro Wyss de Bio y Neuroingeniería de Ginebra, miraba con asombro su computadora mientras se daba a conocer un experimento en el que había trabajado muchos años. Un hombre paralítico de 34 años estaba en el laboratorio acostado boca arriba con un cable conectado desde su cabeza hasta la computadora y una voz sintética pronunciaba en alemán las letras “E, A, D…”.

Unos años antes, al hombre le habían diagnosticado esclerosis amiotrófica lateral, la cual provoca una degeneración paulatina de las células del cerebro relacionadas con el movimiento. El paciente ya había perdido incluso la capacidad de mover los globos oculares y no podía comunicarse de ningún modo; en términos médicos, presentaba el síndrome de enclaustramiento.

O, al menos, eso parecía. Gracias al experimento de Chaudhary, el paciente había aprendido a seleccionar —no directamente con los ojos, pero imaginando el movimiento de estos— cada letra procedente de un caudal constante que una voz proveniente de la computadora decía en voz alta. Con muchísimo trabajo para elegir cada letra, aproximadamente una por minuto, formaba palabras y oraciones.

En determinado momento, escribió: “Wegen essen da wird ich erst mal des curry mit kartoffeln haben und dann bologna und dann gefuellte und dann kartoffeln suppe” (Para comer, quiero curry con papas y luego mortadela con sopa de papa).

Chaudhary y sus colegas se quedaron estupefactos. “Ni siquiera yo podía creer que esto fuera posible”, recuerda Chaudhary, quien ya no trabaja con ese paciente y ahora es director gerente de ALS Voice gGmbH, una empresa de neurobiotecnología con sede en Alemania.

Niels Birbaumer, el director del estudio y un neurocientífico ya jubilado que solía trabajar en la Universidad de Tubinga, afirmó que este estudio, el cual salió publicado el martes en la revista científica revisada por pares, Nature Communications, nos ofrece el primer ejemplo de un paciente con síndrome de enclaustramiento que se comunica en detalle con el mundo que lo rodea.

En 2017 y 2019, Chaudhary y Birbaumer llevaron a cabo dos experimentos parecidos en pacientes con síndrome de enclaustramiento y reportaron que estos podían comunicarse. Ambos estudios fueron revocados después de que una averiguación de la Sociedad Alemana de Investigación concluyó que estos investigadores habían videograbado los exámenes de sus pacientes solo de manera parcial, que no habían mostrado con precisión los detalles de su análisis y que habían afirmado cosas que no eran verdaderas. Al descubrir la falta de ética científica de Birbaumer, la Sociedad Alemana de Investigación impuso algunas de sus sanciones más severas, entre ellas prohibirle que, durante cinco años, presentara propuestas y fungiera como dictaminador de esta sociedad.

La asociación determinó que Chaudhary también había faltado a la ética científica y le impuso las mismas sanciones durante un periodo de tres años. Tanto a Chaudhary como a Birbaumer les pidieron que retiraran sus dos artículos y ellos se rehusaron a hacerlo.

La averiguación se inició después de que un denunciante, el investigador Martin Spüler, planteó su preocupación relacionada con ambos científicos en 2018.

Birbaumer no modificó sus conclusiones y demandó a la Sociedad Alemana de Investigación. Se espera que en el transcurso de las próximas dos semanas se publiquen los resultados del proceso, señaló Marco Finetti, vocero de la Sociedad Alemana de Investigación. Chaudhary comentó que sus abogados esperan ganar el caso.

Según Finetti, la Sociedad Alemana de Investigación no tiene conocimiento sobre la publicación del estudio actual y lo investigará en los próximos meses. En un correo electrónico, un representante de Nature Communications, quien solicitó que su nombre no apareciera, se rehusó a hacer comentarios sobre los detalles relacionados con la evaluación del estudio, pero manifestó que confiaba en el proceso. “Aplicamos políticas rigurosas para proteger la integridad de las investigaciones que publicamos, así como garantizar que la investigación se ha llevado a cabo con elevados criterios éticos y que sus resultados se reporten con transparencia”, aseveró el representante.

“Yo diría que es un estudio bien hecho”, comentó Natalie Mrachacz-Kersting, quien realiza investigaciones relacionadas con la interfaz cerebro-computadora en la Universidad de Friburgo, Alemania, y quien no participó en el estudio, pero estaba al tanto sobre los artículos retirados con anterioridad.

No obstante, Brendan Allison, un investigador de la Universidad de California, campus San Diego, manifestó sus reservas. “Este trabajo, al igual que otros de Birbaumer, debido a su historial, debería ser tomado con muchísimas reservas”, explicó Allison, quien señaló que, en un artículo publicado en 2017, su propio equipo había reportado que había podido comunicarse con pacientes con síndrome de enclaustramiento mediante respuestas básicas de “sí” o “no”.

Los resultados pueden ser prometedores para los pacientes que tampoco son capaces de responder por encontrarse en estados de mínima conciencia o de coma, así como para el número cada vez mayor de personas en todo el mundo a quienes cada año se les diagnostica esclerosis lateral amiotrófica. Se pronostica que para el año 2040, esa cifra llegará a 300.000.

“Es un parteaguas”, afirmó Steven Laureys, quien es un neurólogo e investigador que encabeza el Grupo de Ciencias del Coma en la Universidad de Lieja, Bélgica, y que no participó en el estudio. Tal vez la tecnología tenga implicaciones éticas en los debates en torno al suicidio asistido por médicos en el caso de pacientes en estado vegetativo o con síndrome de enclaustramiento, añadió; “en verdad es estupendo ver que esto avanza y les da voz a los pacientes” para que expresen sus propias decisiones.

Se han usado una infinidad de métodos para comunicarse con los pacientes que no tienen manera de hacerlo. Algunos de estos incluyen los métodos básicos de papel y bolígrafo ideados por los familiares. Otros implican que la persona a cargo de su cuidado señale o diga el nombre de los objetos y observe las microrespuestas: parpadeos o movimientos leves de los dedos.

En los últimos años, ha llamado la atención un nuevo método: el uso de la tecnología con interfaces entre el cerebro y la computadora, cuyo objetivo es traducir a órdenes las señales cerebrales del paciente. Los institutos de investigación, las empresas privadas y los multimillonarios emprendedores como Elon Musk han invertido muchos recursos en esta tecnología.

Los resultados han sido variados, pero interesantes: hay pacientes que solo con el pensamiento pueden mover sus extremidades prostéticas y otros con apoplejía, esclerosis múltiple y otras enfermedades que pueden volver a comunicarse con sus seres queridos.

Sin embargo, lo que los científicos no han podido hacer hasta ahora es comunicarse de manera muy amplia con personas como el hombre que participó en este nuevo estudio y quien no tenía ningún tipo de movimiento.

En 2017, antes de que el síndrome de enclaustramiento fuera total, este paciente se comunicaba con su familia mediante el movimiento de los ojos. Al prever que pronto iba a perder incluso esa capacidad, la familia quiso tener un sistema de comunicación alternativo y se comunicó con Chaudhary y con Birbaumer, un pionero en el campo de la tecnología de la interfaz cerebro-computadora, quienes trabajaban en las cercanías.

Con la aprobación del paciente, el neurocirujano y uno de los autores del estudio, Jens Lehmberg, implantaron dos electrodos diminutos en las regiones de su cerebro que participan en el control de los movimientos. A lo largo de dos meses, se le estuvo pidiendo al paciente que se imaginara que movía las manos, los brazos y la lengua para ver si esto generaba una clara señal del cerebro. Pero no se obtuvieron resultados confiables.

Después, Birbaumer sugirió usar retroalimentación neurológica auditiva, una técnica poco común mediante la cual se entrena a los pacientes para que manipulen de modo activo su propia actividad cerebral. Al inicio, le dieron una nota al paciente: alta o baja, que correspondía a un sí y un no. Este era su “tono meta”, el tono que tenía que ajustar.

Luego le dieron una segunda nota, la cual tenía una relación directa con la actividad cerebral que los electrodos implantados habían detectado. Al concentrarse —e imaginarse que movía los ojos, para, en efecto, ir hacia arriba o hacia abajo en su actividad cerebral— podía cambiar el tono de la segunda nota para ajustar la primera. Mientras hacía esto, recibía retroalimentación en tiempo real acerca de cómo cambiaba la nota, lo que le permitía usar un tono más alto cuando quería decir que sí, o uno más bajo para decir que no.

Con este método se obtuvieron resultados inmediatos. El paciente pudo modificar el segundo tono desde primer día que lo intentó. Doce días después, logró ajustar el segundo con el primero.

“Ahí fue cuando todo adquirió coherencia y logró reproducir esos patrones”, señaló Jonas Zimmermann, un neurocientífico del Centro Wyss y uno de los autores del estudio. Cuando le preguntaron qué era lo que se estaba imaginando para modificar su propia actividad cerebral, respondió: “El movimiento ocular”.

En el transcurso del año siguiente, el paciente aplicó esta capacidad para generar palabras y oraciones. Los científicos emplearon una estrategia de comunicación que el paciente había usado con su familia cuando todavía podía mover los ojos.

En esta etapa, la tecnología es demasiado compleja para que la manejen los pacientes y sus familiares. Según Chaudhary, es fundamental volverla más amigable para el usuario y aumentar la velocidad de comunicación. Hasta que eso suceda, es probable que los familiares del paciente se queden satisfechos, comentó.

“Tenemos dos opciones: cero comunicación o una comunicación que implique un símbolo por minuto”, explicó. “¿Qué preferimos?”.

Tal vez la mayor preocupación sea el tiempo. Ya han pasado tres años desde que insertaron los implantes en el cerebro del paciente. Desde entonces, sus respuestas se han vuelto mucho más lentas, menos confiables y, a menudo, imposibles de distinguir, señaló Zimmermann, quien ahora está a cargo de ese paciente en el Centro Wyss.

No se sabe a ciencia cierta cuál es la razón de este retroceso, pero Zimmermann creía que quizás se debiera a problemas técnicos; por ejemplo, a que los electrodos se estén acercando al final de su vida útil. Sin embargo, no sería prudente sustituirlos ahora. “Es un procedimiento arriesgado”, explicó. “De buenas a primeras, exponemos al paciente a nuevos tipos de bacterias que se encuentran en el hospital”.

Zimmermann y otros científicos del Centro Wyss están desarrollando microelectrodos inalámbricos cuyo uso es más seguro. Este equipo también está analizando otras técnicas no invasivas que han dado buenos resultados en estudios anteriores con pacientes que no tienen el síndrome de enclaustramiento. “Pese a que nuestra intención es ayudar a la gente, creo que es muy peligroso darle falsas esperanzas”, señaló Zimmermann.

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