Un implante cerebral le permite a un hombre con lesión de médula espinal completa moverse y sentir con la mano

Estudio muestra que el sentido del tacto se puede devolver a las personas con lesión de la médula espinal.

La falta de sensación que acompaña a la parálisis es una carga adicional que, hasta ahora, ha sido un problema que la ciencia no ha podido remediar.

Por primera vez, un equipo de científicos, médicos e investigadores liderados por Battelle y el Centro Médico Wexner de la Universidad Estatal de Ohio han demostrado que una persona con una lesión de la médula espinal (LME) clínicamente completa puede usar una interfaz cerebro-computadora (BCI) para simultáneamente reanimar tanto la función motora como el sentido del tacto utilizando la señalización táctil residual de su propia mano.

El avance provino del análisis de años de datos recopilados del participante en el estudio del programa NeuroLifeTM Ian Burkhart, quien sufrió una lesión en la médula espinal en 2010 cuando se sumergió en el océano, y ahora vive con parálisis en sus manos y piernas.

“Cuando el chip se colocó en la superficie de la corteza motora de Ian en 2014, no se sabía que las señales relacionadas con el contacto con objetos pudieran observarse debido a la parálisis“, dijo el autor principal y científico principal de investigación de Battelle, Patrick Ganzer.

“Además, Ian tiene una LME muy severa que esencialmente debería bloquear las señales táctiles de las manos para que ni siquiera lleguen al cerebro“.

Sin embargo, el análisis ha demostrado que el contacto subperceptual después de una lesión de la médula espinal afecta la corteza motora de Burkhart a pesar de que esencialmente hay un bloqueo de los nervios en sus brazos y su conexión de regreso al cerebro.

Es importante destacar que esta señal subperceptual puede detectarse en el cerebro, redirigirse a través de la interfaz cerebro-computadora y enviarse de vuelta a un sistema háptico portátil para restaurar el sentido del tacto.

“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“, dijo Burkhart.

Las tecnologías médicas como estas que brindan tanto movimiento como sensación a sus usuarios tienen el potencial de mejorar la independencia.

“Ayudar a las personas a volverse más completas y menos dependientes de los cuidadores es un paso importante para mejorar la calidad de vida“, dijo Justin Sánchez, miembro técnico de Battelle Life Sciences.

El equipo de NeuroLife de Battelle está trabajando actualmente para lograr un sistema de BCI para personas con tetraplejía que aborde las necesidades de los usuarios al aprovechar el conocimiento adquirido en un estudio clínico de cinco años.

El objetivo es proporcionar opciones tecnológicas a estas personas para mejorar sus vidas cotidianas.

“Este trabajo representa un hito importante en el desarrollo de BCI para restaurar las funciones manuales después de SCI“, dijo Douglas Weber, co-investigador y profesor asociado de bioingeniería de la Universidad de Pittsburgh.

“Ian ha demostrado que al recuperar incluso sensaciones táctiles simples, su capacidad para controlar su mano a través de BCI mejora dramáticamente“.

El Dr. Keith Tansey, profesor de neurocirugía y neurobiología en el Centro médico de la Universidad de Mississippi y ex presidente de la Asociación Estadounidense de Lesiones Espinales, dijo que el trabajo es importante para las personas que tienen una lesión en la médula espinal y para quienes las atienden.

“En este informe de prueba de principio, los autores han aprovechado un aspecto rara vez apreciado de la lesión de la médula espinal para proporcionar un avance novedoso e importante en el funcionamiento neurológico utilizando una interfaz cerebro-computadora.

La noción de que la integridad clínica en la lesión de la médula espinal a menudo es neurofisiológicamente ‘incompleta’ reconoce que la actividad en los circuitos neurales residuales, en este estudio específicamente señales ascendentes de la vía sensorial, puede detectarse y utilizarse para aumentar la función motora pero también para restaurar la percepción sensorial desde por debajo del nivel de lesión“.

Otros hallazgos importantes:

Con respecto al tacto activo, Burkhart no puede detectar el tocar objetos pequeños (por ejemplo, la forma de un lápiz), y esencialmente está adivinando si está tocando objetos más grandes.

Una computadora puede ser entrenada para detectar de manera confiable el contacto activo subperceptual (usando IA/aprendizaje automático).

Cuando la computadora detecta un toque activo subperceptual, desencadena una retroalimentación háptica en la piel que Ian puede sentir.

Durante la operación BCI en tiempo real, las señales táctiles y de movimiento pueden separarse de manera confiable o demultiplexarse.

Usando esta capacidad, Burkhart puede controlar simultáneamente múltiples dispositivos con su cerebro (manga de retroalimentación táctil en el brazo).

Este hallazgo conduce a mejoras en la velocidad del sistema BCI y la función general de la extremidad superior de Burkhart.

Las señales táctiles del cerebro de Ian también se pueden usar para controlar automáticamente la intensidad de su agarre (por lo que los objetos frágiles no se aplastan y los objetos pesados ​​se agarran adecuadamente).

Permite a Burkhart realizar tareas múltiples.

Lo libera de la carga de mirar constantemente su mano y pensar en el movimiento durante largos períodos durante la manipulación de objetos.

Fuente: Battelle