Logran que un paciente mueva un brazo robótico con el pensamiento

Paralizado del cuello hacia abajo después de sufrir una herida de bala cuando tenía 21 años, Erik G. Sorto, ahora con 34 años, puede mover un brazo robótico con sólo pensar en ello y usando su imaginación. Gracias a una colaboración clínica entre distintas instituciones de California, en Estados Unidos, se convierte en la primera persona con una prótesis neural implantada en una región del cerebro donde se forman las intenciones, dándole la capacidad de realizar un gesto fluido de estrechar la mano, beber una bebida o, incluso, jugar a 'piedra, papel o tijera' con un brazo robótico.

Las prótesis neurales implantadas en el centro cerebral del movimiento, la corteza motora, pueden permitir a los pacientes con parálisis controlar el movimiento de una extremidad robótica, pero las neuroprótesis actuales producen un movimiento retardado y desigual, no los gestos suaves y aparentemente automáticos asociados con el movimiento natural. Ahora, mediante la implantación de neuroprótesis en una parte del cerebro que no controla directamente el movimiento sino la intención de moverse, expertos de Caltech han desarrollado una manera de producir movimientos más naturales y fluidas.

Diseñado para probar la seguridad y eficacia de este nuevo enfoque, el ensayo clínico fue liderado por el investigador Richard Andersen, profesor de Neurociencia en el Instituto de Tecnología de California (Caltech); el neurocirujano Carlos Y. Liu, profesor de Cirugía Neurológica, Neurología e Ingeniería Biomédica en la Universidad del Sur de California (USC), y el neurólogo Mindy Aisen, director médico del Centro Nacional de Rehabilitación Rancho Los Amigos, en Downey, California.

Andersen y sus colegas querían mejorar la versatilidad de movimiento que un neuro-prostético puede ofrecer a los pacientes mediante el registro de señales desde una región del cerebro distinta de la corteza motora, es decir, la corteza parietal posterior (PPC, por sus siglas en inglés), una zona cognitiva de alto nivel. En estudios anteriores con animales, el laboratorio de Andersen encontró que es aquí, en la PPC, donde se forma la intención inicial de hacer un movimiento. Estas intenciones se transmiten luego a la corteza motora, a través de la médula espinal y a los brazos y las piernas, donde se ejecuta el movimiento.

"La PPC es anterior en la vía, por lo que las señales están más relacionadas con la planificación de movimiento, lo que realmente se quiere hacer, en lugar de los detalles de la ejecución de movimiento --explica Andersen--. Cuando se mueve el brazo, realmente no se piensa en qué músculos activar y los detalles del movimiento, como elevación del brazo, extensión el brazo, coger el vaso, cerrar la mano alrededor del vaso y así sucesivamente. En su lugar, se piensa en el objetivo del movimiento, por ejemplo, 'quiero recoger ese vaso de agua".

"Así que en este ensayo, logramos con éxito decodificar estos intentos reales, pidiendo al sujeto simplemente que imaginara el movimiento en su conjunto, en lugar de descomponerlo en una gran variedad de componentes. Esperábamos que las señales de la PPC serían más fáciles de usar para los pacientes, en última instancia, haciendo el proceso de movimiento más fluido", relata.

El dispositivo se implantó quirúrgicamente en el cerebro de Sorto en el Hospital Keck de USC en abril de 2013 y desde entonces se ha estado entrenando con investigadores de Caltech y el personal en el Rancho Los Amigos para controlar un cursor de ordenador y un brazo robótico con su mente. Los investigadores vieron justo lo que esperaban: el movimiento intuitivo del brazo robótico.