Un brazo robótico y una red de electrodos en el cerebro permiten a un tetrapléjico sentir sus dedos de nuevo

El doctor Gaunt y su equipo nos han mostrado cómo un brazo robótico permite a su usuario recuperar el sentido del tacto.

Imagine que, como resultado de un accidente, no tiene sensación en brazos y dedos. Ahora imagine recuperarla, tras diez años, a través de un brazo robótico controlado por su mente, directamente conectado a su cerebro.

Éso es precisamente lo que Nathan Copeland, paciente de 28 años, experimentó tras salir de cirugía cerebral, y ser conectado al Brain Computer Interface (BCI), desarrollado por investigadores de la University of Pittsburgh y el UPMC. En un estudio publicado online anteayer en la revista Science Translational Medicine, un equipo de expertos liderado por el doctor Robert Gaunt, profesor asistente de medicina y rehabilitación en la UP, demostró por primera vez en humanos que una tecnología permite al Sr. Copeland experimentar la sensación del tacto a través de un brazo robótico que controla con su propio cerebro.

«El resultado esencial de este estudio es que la microestimulación del córtex sensorial puede provocar una sensación natural en lugar de un simple hormigueo”, afirma el coautor del estudio Andrew B. Schwartz, doctor y distinguido profesor de neurobiología en sistemas de neurociencia, y miembro del University of Pittsburgh Brain Institute. «Esta estimulación es segura, y las sensaciones evocadas son estables durante meses. Hay todavía investigación a desarrollar antes de comprender mejor los patrones de estimulación necesarios para ayudar a los pacientes a realizar mejores movimientos”.

La forma en que nuestros brazos se mueven de forma natural e interactúan con el entorno se debe a mucho más que simplemente pensar y mover los músculos correctos. Somos capaces de diferenciar entre un pastel y un refresco, y cogerlos de forma distinta según el caso: de forma dura o blanda, en el caso del pastel, para que no se rompa. La constante información que recibimos de nuestro sentido del tacto es muy importante, y le dice al cerebro dónde moverse y con cuánta intensidad.

Para el Dr. Gaunt y el resto del equipo, este es precisamente el siguiente paso de la investigación. Mientras buscaban al candidato adecuado, desarrollaron y refinaron su sistema, de tal manera que las aportaciones sensitivas del brazo robótico son transmitidas a través de una red de microelectrodos implantados en el cerebro, en el lugar donde las neuronas que controlan el movimiento están localizadas. Esta red de microelectrodos y su sistema de control, así como el brazo robótico, que fue construido en el Laboratorio de Física Aplicada de la Hopkins University, forman todas las piezas de este puzle especial.

En 2004, el Sr. Copeland, sujeto del estudio, conducía su coche por la noche cuando tuvo un accidente. Se rompió el cuello y se dañó la espina dorsal, quedando tetrapléjico desde la parte superior del pecho hacia abajo, incapaz de sentir o mover sus brazos o piernas, con necesidad de asistencia para sus actividades diarias. Intentó continuar sus estudios de nanofabricación, pero tuvo que desistir, al menos de momento.

Justo tras el accidente, se inscribió en el registro de la University of Pittsburgh, de pacientes que aceptarían participar en ensayos clínicos. Cerca de una década después, le llamaron para ver si estaba interesado en este estudio experimental. Tras pasar las pruebas, Nathan fue operado en la primavera pasada.

«Puedo sentir casi cada dedo, es una sensación extraña”, comentó Nathan un mes después de la cirugía. “Algunas veces se siente como algo eléctrico y a veces presión, pero la mayoría del tiempo puedo sentir la mayoría de mis dedos con precisión definida. Siento como si mis dedos fueran tocados o empujados.”

Ahora mismo, el Sr. Copeland puede sentir la presión y distinguir su intensidad hasta cierto punto, aunque aún no puede identificar si una sustancia está caliente o fría, explica la doctora Tyler-Kabara, quien operó a Nathan para implantarle la red de electrodos.

El doctor Michael Boninger, coautor del estudio y profesor de medicina física y rehabilitación en Pittsburgh, señala que «de forma lenta pero segura, vemos como esta investigación va hacia adelante. Hace cuatro años demostramos el control del movimiento. Ahora, el doctor Gaunt y su equipo utilizaron lo que aprendimos en nuestras pruebas previas y nos han mostrado cómo un brazo robótico permite a su usuario recuperar el sentido del tacto.»

«El objetivo final”, asegura el Dr. Gaunt, “Es crear un sistema que se mueva y sienta exactamente como un brazo natural. Tenemos un largo camino hasta llegar ahí, pero es un gran comienzo”.