Los investigadores han podido restaurar la sensación en la mano de un paciente con una lesión severa de la médula espinal utilizando un sistema de interfaz cerebro-computadora (BCI).
Si bien a menudo damos por sentado nuestro sentido del tacto, para los investigadores que desarrollan tecnologías para restaurar la función de las extremidades en personas paralizadas debido a una lesión o enfermedad de la médula espinal, restablecer el sentido del tacto es una parte esencial del proceso. Y el 23 de abril en la revista Cell, un equipo de investigadores de Battelle y el Centro Médico Wexner de la Universidad Estatal de Ohio informaron que pudieron restaurar la sensación en la mano de un participante de la investigación con una lesión severa de la médula espinal usando una computadora cerebral sistema de interfaz (BCI). La tecnología aprovecha las señales neuronales que son tan minúsculas que no se pueden percibir, y las mejora a través de la retroalimentación sensorial artificial enviada al participante, lo que resulta en una función motora muy enriquecida.
«Estamos tomando eventos táctiles subperceptuales e impulsándolos a una percepción consciente», dice el primer autor Patrick Ganzer, un científico investigador principal de Battelle. «Cuando hicimos esto, vimos varias mejoras funcionales. Fue un gran momento cuando restablecimos por primera vez el sentido del tacto del participante».
El participante en este estudio es Ian Burkhart, un hombre de 28 años que sufrió una lesión en la médula espinal durante un accidente de buceo en 2010. Desde 2014, Burkhart ha estado trabajando con investigadores en un proyecto llamado NeuroLife que tiene como objetivo restaurar la función de su brazo derecho. El dispositivo que han desarrollado funciona a través de un sistema de electrodos en su piel y un pequeño chip de computadora implantado en su corteza motora. Esta configuración, que utiliza cables para dirigir las señales de movimiento desde el cerebro a los músculos, evitando su lesión de la médula espinal, le da a Burkhart suficiente control sobre su brazo y mano para levantar una taza de café, deslizar una tarjeta de crédito y tocar Guitar Hero.
«Hasta ahora, a veces sentía que su mano era extraña debido a la falta de retroalimentación sensorial», dice Ganzer. «También tiene problemas para controlar su mano a menos que esté observando sus movimientos de cerca. Esto requiere mucha concentración y hace que la multitarea simple como beber un refresco mientras mira televisión sea casi imposible».
Los investigadores descubrieron que, aunque Burkhart casi no tenía sensación en la mano cuando estimulaban su piel, una señal neuronal tan pequeña que su cerebro no podía percibirla, aún llegaba a su cerebro. Ganzer explica que, incluso en personas como Burkhart que tienen lo que se considera una lesión de la médula espinal «clínicamente completa», casi siempre hay algunos mechones de fibra nerviosa que permanecen intactos. El artículo de Cell explica cómo pudieron aumentar estas señales al nivel en el que el cerebro respondería.
Las señales táctiles subperceptuales fueron enviadas artificialmente de regreso a Burkhart usando retroalimentación háptica. Ejemplos comunes de retroalimentación háptica son la vibración de un teléfono móvil o controlador de juego que le permite al usuario sentir que algo está funcionando. El nuevo sistema permite que las señales táctiles subperceptuales provenientes de la piel de Burkhart regresen a su cerebro a través de una retroalimentación háptica artificial que puede percibir.
Los avances en el sistema BCI llevaron a tres mejoras importantes. Permiten a Burkhart detectar de manera confiable algo, solo con el tacto: en el futuro, esto se puede usar para encontrar y recoger un objeto sin poder verlo. El sistema también es el primer BCI que permite la restauración del movimiento y el tacto a la vez, y esta capacidad de experimentar un tacto mejorado durante el movimiento le da una mayor sensación de control y le permite hacer las cosas más rápidamente. Finalmente, estas mejoras permiten que el sistema BCI detecte cuánta presión usar al manipular un objeto o levantar algo, por ejemplo, usar un toque ligero al levantar un objeto frágil como una taza de espuma de poliestireno, para un agarre más firme al levantar algo pesado.
El objetivo a largo plazo de los investigadores es desarrollar un sistema BCI que funcione tan bien en el hogar como en el laboratorio. Están trabajando en la creación de una funda de próxima generación que contenga los electrodos y sensores necesarios que se puedan poner y quitar fácilmente. También tienen como objetivo desarrollar un sistema que se pueda controlar con una tableta en lugar de una computadora, haciéndolo más pequeño y portátil.
«Ha sido sorprendente ver las posibilidades de que la información sensorial provenga de un dispositivo que fue creado, originalmente, para permitirme controlar mi mano en una sola dirección», dice Burkhart.
Fuente: Cell Press .
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