En España, alrededor de un millar de personas permanecen postradas en una silla de ruedas debido a una lesión medular¹. A pesar de que este problema es uno de los más duros que puede sufrir una persona por su irreversibilidad y la falta de autonomía de los pacientes, a lo largo de la historia se han dado importantes pasos para atenuar sus efectos.

Antes de la Segunda Guerra Mundial, por ejemplo, esta lesión era sinónimo de muerte prematura por las complicaciones que acarreaba. Pero la aparición de antibióticos y otros enfoques novedosos han aumentado la esperanza y, si cabe, la calidad de vida² de los pacientes, aun tratándose de una dolencia incurable.

Uno de los avances más recientes en este campo tiene como protagonista a un grupo de científicos de la Universidad suiza de Lausana, que ha desarrollado un sistema de implantes que pretende restablecer la comunicación entre el cerebro y la región de la médula espinal que se encarga de la función motora en pacientes que han sufrido una lesión medular.

Tal y como recoge la revista Nature³, este “puente” digital entre el cerebro y la médula espinal ha permitido a un individuo con paraplejia volver a caminar de forma natural, y ha abierto una nueva vía de investigación para abordar este problema, que afecta a miles de personas en todo el planeta.

Interfaz entre la corteza cerebral y la columna

Esta interfaz entre la corteza cerebral y la columna está compuesta por varios sistemas de grabación y estimulación implantados que establecen un vínculo directo entre las señales que proceden del cerebro y la estimulación eléctrica de la parte de la médula encargada de la producción de la marcha.

Según explican sus creadores, el dispositivo que transforma el pensamiento en acción es altamente confiable y se puede calibrar en pocos minutos para mantener un funcionamiento estable durante un año, incluso durante un uso independiente en el ámbito del hogar.

Las pruebas de este dispositivo se han realizado sobre un paciente holandés de 40 años que sufrió hace 12 un accidente de bicicleta que le dejó parapléjico, y ha arrojado resultados esperanzadores, aunque por el momento no son extrapolables a otras personas con la misma dolencia: el paciente ha podido controlar de forma natural los movimientos de sus piernas y ha conseguido caminar, pararse, subir escaleras y recorrer zonas irregulares.

Además, la neurorrehabilitación apoyada por el dispositivo ha conseguido mejorar la recuperación neurológica del individuo, que puede caminar con muletas sobre el suelo incluso cuando el aparato está apagado. Esta reparación digital de la médula espinal apunta la posibilidad de que se formen nuevas conexiones nerviosas, y establece un marco para estudiar la restauración del control natural del movimiento después de la parálisis, según los investigadores.

¿Cómo funciona?

Pero, ¿cómo actúa esta interfaz en una columna dañada? A la hora de caminar, el cerebro envía órdenes ejecutivas a las neuronas que se sitúan en la zona inferior de la médula espinal, en la región lumbosacra. Aunque la mayoría de las lesiones de la médula espinal no dañan directamente estas neuronas, la ruptura de la comunicación a través de las que descienden hacia ellas interrumpe las órdenes enviadas por el cerebro que son necesarias para que estas neuronas ejecuten el movimiento. La consecuencia es una parálisis permanente.

Para intentar revertir esta situación los investigadores decidieron probar un puente digital formado por dos implantes electrónicos, uno en el cerebro y otro en la médula espinal, para intentar controlar a voluntad el tiempo y la duración de la actividad muscular, y poder restaurar de forma natural el control de la permanencia de pie y el movimiento de las piernas en personas con parálisis por una lesión medular.

Según informa la Universidad de Lausana⁴, el dispositivo del cerebro responsable de los movimientos de las piernas es el encargado de decodificar las señales eléctricas que se generan cuando una persona piensa en caminar. En paralelo, los investigadores colocaron un neuroestimulador conectado a un campo de electrodos sobre la región de la médula espinal que controla el movimiento de las piernas.

A través de algoritmos basados en Inteligencia Artificial adaptativa, el dispositivo es capaz de decodificar las intenciones de movimiento en tiempo real a partir de grabaciones cerebrales y convertirlas en secuencias de estimulación eléctrica de la médula espinal, que a su vez activan los músculos de las piernas para lograr el movimiento deseado. Al tratarse de un dispositivo inalámbrico el paciente puede moverse de forma independiente.

El entrenamiento del paciente le ha permitido recuperar de forma gradual las funciones neurológicas que había perdido desde su accidente. Los investigadores han podido así cuantificar mejoras notables en sus habilidades sensoriales y motoras, incluso cuando el puente digital estaba desactivado.

Aunque esta fase de la investigación se ha centrado en recuperar la marcha de una persona parapléjica, los investigadores confían en que esta misma estrategia permita restaurar la función de los brazos y las manos, e incluso la parálisis provocada por un ictus.

En cualquier caso, esta tecnología se encuentra todavía en fase embrionaria y solo ha tenido éxito en un paciente. A partir de ahora los investigadores deben llevar a cabo una miniaturización de los componentes y probar el nuevo dispositivo en más personas para comprobar si es aplicable en otros pacientes.