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I+D+I
Los microelectrodos causan sensaciones sentidas como propias

Un tetrapléjico logra sentir sus dedos robóticos


Con 18 años, Nathan Copeland perdió la sensibilidad en sus manos tras lesionarse la médula en un accidente. Una década después ha logrado recuperar el sentido del tacto gracias a un implante cerebral y un brazo robótico. Investigadores estadounidenses han logrado por primera vez este avance mediante una nueva tecnología de microestimulación de la corteza sensorial del cerebro. La estimulación de microelectrodos implantados en la corteza somatosensorial genera sensaciones como si fueran propias.
Sinc 13 de octubre de 2016 Enviar a un amigo
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Imagina que sufres un accidente y pierdes la sensibilidad en tus brazos y dedos. Ahora piensa que la vuelves a recuperar, una década después, a través de un brazo robótico conectado directamente a tu cerebro.

Eso es lo que ha experimentado el estadounidense Nathan Copeland, con 28 años de edad, tras someterse a un implante cerebral, y después, ser conectado a una interfaz cerebro-computador desarrollada por investigadores de la Universidad de Pittsburgh (EE UU).

Los autores publican su estudio en la revista Science Translational Medicine, donde presentan por primera vez una tecnología que permite a personas como Nathan volver a sentir el tacto con un brazo robótico controlado por la mente. En concreto, mediante microelectrodos implantados en la corteza somatosensorial, cuya estimulación genera sensaciones como si fueran las de su propia mano.

"El resultado más importante de este estudio es que la microestimulación de la corteza sensorial puede provocar una sensación natural en lugar de un hormigueo", explica Andrew B. Schwartz, coautor del trabajo, quien destaca: "Además, esta estimulación es segura, y las sensaciones evocadas son estables durante meses, aunque todavía hay que seguir investigando para que los pacientes consigan hacer mejores movimientos".

El nuevo avance es la continuación de otros anteriores conseguidos por el mismo equipo. Hace cuatro años, ayudaron a Jan Scheuermann, una mujer tetrapléjica por una enfermedad degenerativa, a recoger objetos como una tableta de chocolate, mediante un brazo robótico controlado mentalmente. Antes, Tim Hemmes, paralizado en un accidente de moto, también llegó a tocar la mano de su novia con la misma técnica.

Pero los investigadores recuerdan que la forma en que nuestros brazos se mueven de forma natural e interaccionan con el entorno va más allá de pensar y mover los músculos correctos. Interviene el tacto, gracias al cual somos capaces de distinguir entre un pastel y una lata de refresco, que agarramos con distinta presión. La constante retroalimentación que recibimos del sentido del tacto es de suma importancia para que el cerebro sepa cómo y dónde mover un objeto.

Ese ha sido el siguiente paso de los investigadores: conseguir el tacto. A medida que buscaban al candidato adecuado, desarrollaron y perfeccionaron su sistema para que los inputs o entradas del brazo robótico se transmitieran por los microelectrodos implantados en el cerebro, justo donde se localizan las neuronas que controlan el movimiento de la mano y el tacto.

La historia de Nathan Copeland

Los investigadores encontraron al voluntario para el experimento en Pensilvania. Una noche lluviosa del invierno de 2004, Nathan sufrió un accidente de tráfico, en el que se rompió el cuello y se lesionó la médula espinal. Tenía 18 años y acaba de empezar la universidad, pero no pudo continuar. Una cuadriplejia inhabilitó su cuerpo desde la parte superior del pecho hacia abajo. Desde entonces fue incapaz de sentir o mover la parte inferior de sus brazos y sus piernas, y necesitó asistencia en todas sus actividades diarias.

"Puedo sentir casi todos los dedos; es una sensación extraña", dice Nathan Copeland un mes después de someterse a una cirugía cerebral

Casi una década más tarde, los científicos de Pittsburgh le propusieron participar en su estudio. Tras pasar diversas pruebas, Nathan fue operado la primavera pasada. En el cerebro se le implantaron cuatro diminutos microelectrodos, con un tamaño aproximado de la mitad de un botón de camisa. Antes de la cirugía, se emplearon técnicas de imagen para identificar las regiones exactas de la corteza relacionadas con el sentido de la palma y cada uno de los dedos de la mano.

"Puedo sentir casi todos los dedos; es una sensación extraña", comentó Nathan alrededor de un mes después de la cirugía. "A veces es como una sensación eléctrica, y otras como una presión, pero en general puedo identificar la mayor parte de los dedos con precisión. Siento como si tocasen o empujasen mis dedos verdaderos". Cuando los científicos mueven los dedos del brazo robótico, su tasa de acierto ronda el 84 % a la hora de decir el dedo correcto.

En la actualidad Nathan puede sentir la presión y distinguir su intensidad durante los experimentos, pero todavía no puede identificar si una sustancia está caliente o fría. El doctor Robert Gaunt, que dirige el equipo, explica que su intención es que la gente pueda volver a usar capacidades naturales del cerebro, que por algún motivo se habían perdido, pero no olvidado. "El objetivo final es crear un sistema que se mueva y sienta como lo haría un brazo natural", señala Gaunt, que concluye: "Tenemos un largo camino por recorrer para lograrlo, pero esto es un gran comienzo".

Referencia bibliográfica:

S. N. Flesher et al. "Intracortical microstimulation of human somatosensory cortex". Science Translational Medicine 8, 361ra141, octubre de 2016.


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