Los nuevos tratamientos médicos que fusionan la tecnología y el cerebro

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A la edad de dos años y medio, Alejandro Ortiz contrajo una meningitis que lo dejó completamente sordo. La infección se extendió a cada oído interno, donde dañó irreparablemente las células encargadas de recibir el impulso mecánico del sonido y transmitirlo como impulso eléctrico por el nervio auditivo. Con cuatro años, el pequeño Ortiz volvió a oír. Fue una sensación extraña, porque esta vez los sonidos no llegaban a su mente por el oído, sino por un micrófono situado detrás de la oreja, que enviaba señales de radio a los diminutos electrodos recién implantados en su nervio auditivo. “El implante coclear tuvo un impacto muy importante para mí”, dice Ortiz, hoy un joven residente en Barcelona que oye y habla con fluidez.

Hace tan solo unas décadas la estimulación directa y controlada del sistema nervioso era una entelequia. De hecho, muchos aspectos del funcionamiento del cerebro, de la médula espinal y de las neuronas todavía son desconocidos para la ciencia y, por consiguiente, muchas de sus lesiones son también un desafío para la medicina. Pero con la llegada de la neurotecnología, que conecta directamente máquinas al sistema nervioso, los médicos han logrado prodigios que no estaban al alcance de la farmacología. Este conjunto de nuevas técnicas ya permite moderar los síntomas del párkinson y de la epilepsia o acelerar la rehabilitación de pacientes que han sufrido un ictus, e incluso empieza a hacer realidad la esperanza de devolver la movilidad a personas con paraplejias y tetraplejias.

El implante coclear, del que se benefician varios cientos de miles de personas con deficiencia auditiva (736.900 pacientes lo habían recibido en 2019), hoy ya nos suena familiar por su popularidad. Aprobado para uso terapéutico en los años 80 para los adultos y al comienzo de este milenio para los niños, fue uno de los primeros logros médicos de la neurotecnología y el segundo dispositivo biónico después de los marcapasos cardíacos. Pero no es una solución perfecta, porque los electrodos no pueden replicar con suficiente resolución todas las frecuencias que detecta el oído humano; factores como el entorno, el número de hablantes y el tipo de sonido condicionan la facilidad para entender lo que se percibe.

Además, Ortiz —como todos los implantados— tuvo que volver a aprender a escuchar: durante su infancia y gran parte de su adolescencia acudió a diversos especialistas y centros de rehabilitación para entrenar a su cerebro en la interpretación de los impulsos eléctricos que genera el implante. Él anima a todos los que puedan beneficiarse de él a someterse a la operación cuanto antes: “En la edad temprana es cuando uno empieza a desarrollar su lenguaje de forma más ágil”, explica.

Si el implante coclear permite devolver el oído a quienes lo han perdido, también es posible hacer algo similar con la vista en los pacientes que tienen un nervio óptico funcional pero que han sufrido una degeneración de los fotorreceptores de su retina, lo que ocurre en enfermedades genéticas como la retinitis pigmentosa o la coroideremia. Las retinas artificiales comenzaron a desarrollarse en los años 90 a partir del mismo principio del implante coclear, recoger los estímulos sensoriales del entorno —en este caso visuales— mediante un sensor y transmitirlos al nervio encargado de enviarlos al cerebro.

El primer dispositivo de este tipo, llamado Argus II, fue aprobado en la década de 2010 en Europa y EEUU. Consistía en una cámara digital montada en unas gafas que enviaba las imágenes a un procesador, el cual lo convertía en señales eléctricas que se enviaban mediante cables a los electrodos implantados en la retina. Los resultados no fueron óptimos y el producto se suspendió en 2020, pero existen otros muchos proyectos en marcha de distintos tipos de retinas artificiales. Por el momento estas prótesis biónicas no podrán reemplazar a la vista natural, sino solo ofrecer imágenes pixeladas que permiten a las personas distinguir luces, sombras y algunas formas, pero la tecnología avanza rápidamente.    

Recreación de tacto en Amputaciones

Si es posible restaurar la vista y el oído, aunque aún quede mucho por avanzar en este camino, ¿por qué no el tacto? Las personas con lesiones medulares no solo pierden la movilidad, sino además la sensibilidad en sus miembros, y este es otro caso en el que los dispositivos biónicos pueden ayudar. Incluso es posible que los pacientes con amputaciones puedan también disponer de prótesis con capacidad de transmitir las sensaciones de tacto y presión.

Para los pacientes con lesiones medulares, se intenta abrir una vía que sortee las conexiones neuronales rotas, de modo que las sensaciones de la piel puedan transmitirse por cables a las regiones cerebrales encargadas de percibirlas. En 2016 el equipo dirigido por Robert Gaunt en la Universidad de Pittsburgh consiguió que un paciente tetrapléjico de 28 años recuperase el tacto en cuatro dedos de su mano, gracias a unos electrodos colocados en la región sensorial del cerebro que estaban conectados mediante cables a un brazo prostético.

En 2020 se consiguió que fuera la propia mano de un paciente la que enviara las señales de tacto al sistema nervioso, gracias a un conjunto de electrodos en la piel y a un microprocesador implantado en el cerebro.

Las prótesis biónicas con sensibilidad son también una promesa para las personas que han perdido algún miembro. En 1998 se implantó a un paciente el primer brazo biónico controlado por impulsos eléctricos, y desde entonces la tecnología ha progresado para dotar a estas prótesis de sensaciones de tacto que mejoren el control. En 2014 un paciente danés que había perdido la mano izquierda recibió por primera vez una prótesis capaz de sentir el tacto, gracias a unos sensores de presión que enviaban una señal a sus nervios.

En 2019 un equipo internacional de científicos dirigido por investigadores del centro EPFL en Suiza logró recrear el tacto en las prótesis de piernas de tres pacientes con amputaciones por encima de la rodilla. Todas ellas recuperaron la capacidad de caminar sorteando obstáculos de manera intuitiva y sin mirar al suelo.

“Después de todos estos años, he podido sentir la pierna y el pie de nuevo, como si fuese mi propia pierna”, dijo a los medios uno de los pacientes, Djurica Resanovic, quien perdió la extremidad en un accidente de moto. “Ha sido muy interesante. No me tengo que concentrar para caminar, solo miro hacia delante y doy el paso. Ni siquiera tengo que mirar a la pierna para evitar caerme”. La tecnología, como el implante coclear, envía información directamente al sistema nervioso. El proceso de todas estas neuroprótesis es inverso al de otras interfaces cerebro-máquina que leen comandos cerebrales para dirigirlos a un aparato fuera del cuerpo, como una silla de ruedas controlada por la mente.

Como otros dispositivos de este tipo, la pierna biónica está equipada con sensores de presión y movimiento que envían información de manera inalámbrica a electrodos insertados en el nervio tibial del muñón. Con una venda en los ojos y tapones en los oídos, Resanovic sentía la prótesis como una extensión de su cuerpo: “Notaba cuando tocaban el dedo gordo, el talón, o cualquier parte del pie. Incluso sentía cuánto tenía flexionada la rodilla”, explica. Los ensayos clínicos demuestran que esta tecnología biónica no solo devuelve calidad de vida al paciente, sino que reduce la fatiga y la aparición del dolor fantasma que pueden sufrir los amputados donde tuvieron su extremidad lesionada. Con el ritmo actual de progresos en este campo, algunos expertos confían en que en la próxima década las personas con amputaciones podrán disponer de prótesis con las que disfrutarán de una experiencia y un control totalmente naturales, como si fueran sus propios miembros.

Comunicación bidireccional

La estimulación eléctrica del sistema nervioso es también la técnica que permite desde la década de 1980 controlar síntomas incapacitantes de diversos trastornos del movimiento, como la enfermedad neurodegenerativa de Parkinson. En este caso se emplean electrodos implantados en el cráneo. La técnica se ha adaptado más recientemente, con un implante de médula espinal, para lograr que caminen pacientes de tetraplejia. Pero en el futuro la neurotecnología médica no se limitará a enviar señales al cerebro y la médula; también las recibirá para replicar la comunicación bidireccional que ocurre realmente entre el sistema nervioso y todos los órganos del cuerpo. Así, las investigaciones actuales avanzan en integrar el control cerebral de las prótesis o del propio cuerpo con la transmisión de vuelta de las señales sensoriales. 

Sin embargo, en esta fusión de tecnología y cerebro es necesario avanzar con cautela. Dado que en el cerebro reside la consciencia —formada por los pensamientos y por las sensaciones del mundo exterior que nuestro sistema nervioso recibe—, cabe preguntar: ¿cómo afectan las neurotecnologías médicas a la percepción de sí mismos que tienen los pacientes? Los expertos en bioética rumian esta cuestión desde comienzos del siglo, pues algunos pacientes que reciben estimulación eléctrica profunda sufren cambios en su personalidad. La neurotecnología extiende los límites funcionales del cerebro, pero es necesario no rebasar los límites éticos.

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