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04 marzo 2015

Tecnología inalámbrica para vencer la parálisis

Ciencia | Cuerpo humano | Innovación | Investigación | Medicina
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Perder la conexión entre el cerebro y las extremidades es una de las formas de discapacidad más severa. El cableado orgánico de los nervios cesa de transmitir lo que ordena el cerebro y la capacidad de moverse llega a su final. Pero para el equipo de Braingate, proyecto científico gestado en Estados Unidos y que ahora se ha instalado también Europa, ese final ha sido el principio de su trayectoria de 10 años dedicados a resolver el problema de la parálisis. Un objetivo muy ambicioso, pues la clave para luchar contra esta situación pasa por desarrollar un un sistema nervioso artificial que pueda suplir al dañado: se trata, en primer lugar, de interpretar los deseos del cerebro; y después, de enviar esas órdenes de movimiento a un dispositivo como una silla de ruedas o un exoesqueleto.

“La idea fundamental es lograr que las personas con parálisis vuelvan a interactuar con el mundo otra vez. Para ello, trabajamos en interpretar cómo son los patrones eléctricos del movimiento”, explica a OpenMind John Donoghue (Boston, 1949). Es el líder de este proyecto en el que trabajan más de 50 científicos de Universidades como Stanford o Brown y que él coordina desde el Wyss Center de Ginebra, una institución tecnológica de 8.000 metros cuadrados afincada en el Campus Biotech, dedicado a unir tecnología y neurociencia. Allí comparte experiencias con uno de los proyectos más ambiciosos de la Unión Europea, The Human Brain Project, un esfuerzo empeñado en conseguir el mapa más detallado del cerebro. “Los veo desde la ventana”, comenta Donoghue. “Y estamos en contacto. Pero para nosotros el mapa es solo el primer paso. Porque necesitamos ver cómo varía ese mapa del cerebro dinámicamente”.

La tarea es muy compleja porque el patrón eléctrico que dibujan las neuronas al hacer algo tan simple como coger una copa varía cada día. “Aún no sabemos qué produce exactamente el cambio. Puede que algo como tener hambre cambie el patrón. Lo que hacemos es que la máquina aprenda a interpretar patrones diferentes como la misma orden”, detalla Donoghue. Este científico explica que el proceso se parece a cómo activa sus píxeles una pantalla de televisor: “Si miras muy de cerca un televisor, verías el destello de uno de los pequeños cuadrados que forman la imagen. Si lo miras desde cerca, carece de sentido. Pero al ver la imagen completa, tiene sentido. Hacemos exactamente eso. Tomamos muestras parciales y luego reconstruimos el patrón. Y sorprendentemente es bastante simple. Y cambia cuando quieres mover la mano arriba, abajo o a la izquierda”. Luego se convierte ese impulso cerebral, un mapa eléctrico de una orden concreta, a lenguaje de ceros y unos que pueda interpretar una computadora. El último paso es transmitir esa orden a un dispositivo externo, como un brazo robótico o un ordenador.

Crédito: Matthew McKee/BrainGate

Un cerebro con WiFi

Hay otros desafíos a los que debe dedicarse Braingate al margen de descifrar el léxico del cerebro. Uno de los esenciales es construir un dispositivo que pueda integrarse en el cuerpo del paciente y mandar de manera inalámbrica sus órdenes, sus pensamientos, a todo tipo de dispositivos. Es como tener un mando a distancia implantado en el cerebro, para controlar directamente el televisor, el ordenador, una silla de ruedas o un brazo robótico. “Es esencial conseguir esto, porque las pruebas que hemos hecho hasta ahora con personas exigen de un dispositivo aparatoso con un cable. De esta manera, la tecnología sería mucho más sencilla de usar por el paciente en su casa”, explica Donoghue.

Y esta misma tecnología, capaz de mover con el pensamiento un brazo robótico, se aplicaría también a pacientes amputados. Más allá de la aplicación inicial de superar la parálisis, la tecnología de este proyecto para desarrollar una interfaz de comunicación entre el cerebro y ordenadores, es una herramienta muy útil para vencer otros tipos de discapacidades que dificultan considerablemente la vida diaria. Según un informe elaborado por la OMS y el Banco Mundial en 2011, unos 200 millones de personas de todo el mundo están en esta situación.

De momento, Braingate ya ha conseguido construir un dispositivo que se puede injertar bajo la piel de la frente y en contacto con el cráneo para que el cerebro pueda transmitir a una máquina el equivalente a 200 DVD de información al día. En este año 2015, tras obtener la aprobación de las autoridades en Estados Unidos, la compañía Blackrock Mycrosystems ha comenzado a comercializar este dispositivo, bautizada como Cereplex-W, a un precio de 13.000 euros. De momento, solo para equipos de investigación y para pruebas con primates, aunque esperan obtener el permiso para probarla con pacientes humanos este año. La siguiente evolución tecnológica será usar electrónica flexible. Los OLED, tan de moda por sus capacidades de producir circuitos que se pueden doblar, serían, por su naturaleza orgánica, materiales ideales para Braingate, aunque Donoghue aclara que es una tecnología que no podrán usar hasta que madure.

Crédito: Brown University

Donoghue ya ha vivido momentos emocionantes con el proyecto. El 12 de abril de 2011, Cathy Hutchinson, con parálisis completa e incapaz de hablar, lograba mover con la mente un brazo robótico (vídeo). Esa misma paciente hizo girar remotamente una silla de ruedas eléctrica que arrolló el dedo gordo del pie de Donoghue: “Me convertí en el primer peatón atropellado por un vehículo controlado a distancia por un cerebro”, recuerda, entre risas, Donoghue. Pero la meta sigue estando incompleta. Que esos test de laboratorio se conviertan en realidad. Y aunque hacer predicciones en ciencia y tecnología es complejo, el líder de Braingate se pone fecha: “Soy una persona optimista. Y creo que en cinco años personas con discapacidad podrán usar esta tecnología en su casa para recobrar su interacción con el mundo”.

Ángel Luis Sucasas, para Ventana al Conocimiento

@ngelLuisSucasas

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