Un implante cerebral ayudó a un hombre con parálisis a caminar más naturalmente.
![](/images/blog/2db626e9a37104e1771ece29fbd54c27.jpg)
Un sistema que restaura la comunicación entre el cerebro y la médula espinal ha permitido a un hombre paralizado por una lesión de la médula espinal recuperar una capacidad de caminar casi natural.
Una vez que se decodificó la actividad cerebral del paciente, la interfaz cerebro-espinal tardó solo unos minutos en calibrarse, después de lo cual el hombre informó de un control natural sobre los movimientos. Todavía necesita muletas pero puede navegar fácilmente por rampas y escalones, superando los logros de tratamientos anteriores, según informan los investigadores el 24 de mayo en Nature.
"Los resultados son consistentes con lo que esperaría que sucediera, lo cual es alentador", dice V. Reggie Edgerton, fisiólogo del Rancho Los Amigos National Rehabilitation Centre en Downey, California, que no participó en el estudio. En cuanto al tratamiento de la parálisis de la médula espinal, dice, "estamos en la etapa de los hermanos Wright y el vuelo".
Las lesiones de la médula espinal pueden interrumpir la comunicación entre el cerebro y la columna vertebral, causando parálisis. Investigaciones anteriores mostraron que estimular los nervios de la médula espinal produce movimiento (SN: 8/3/22), pero esta es la primera vez que se utiliza la propia actividad cerebral del paciente para restablecer el control voluntario de los movimientos de las piernas.
Un accidente de bicicleta hace 11 años dejó a Gert-Jan Oskam, de 40 años, paralizado, con una lesión incompleta de la médula espinal. Cinco años después, se inscribió en un ensayo clínico que involucraba un implante de médula espinal que estimula los nervios que controlan los movimientos de las piernas. Oskam recuperó la capacidad de dar pasos con un andador, pero esto implicaba hacer movimientos antinaturales con el talón, detectados por sensores de movimiento, para activar patrones de estimulación nerviosa preprogramados. Tenía dificultades para comenzar y detenerse, y solo podía caminar sobre superficies planas.
El nuevo estudio tenía como objetivo entregar el control al cerebro de Oskam. "A pesar de haber utilizado la estimulación [del implante de la médula espinal] durante tres años, alcanzó un punto máximo en su recuperación y se interesó por usar la nueva estimulación controlada por el cerebro", dice Grégoire Courtine, un neurocientífico de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suiza. "Así que se convirtió en nuestro primer piloto de prueba".
Courtine y sus colegas agregaron un implante cerebral para crear un sistema que traduce el pensamiento en movimiento. Dos matrices de electrodos que se encuentran en la superficie del cerebro registran la actividad de la corteza sensorimotora, una región del cerebro que ayuda a dirigir los movimientos musculares. Estas señales se envían de forma inalámbrica a una unidad de procesamiento que las convierte en patrones de estimulación, que se transmiten al implante de la médula espinal.
Después de la implantación, Courtine y sus colegas pidieron a Oskam que intentara movimientos conjuntos de piernas mientras analizaban su actividad cerebral. Diferentes patrones de actividad diferenciaron los movimientos de cadera, rodilla y tobillo, encontraron los investigadores, lo que les permitió mapear las señales cerebrales a los movimientos previstos. El equipo creó patrones de estimulación dirigidos a los músculos que controlan la colocación del peso, la propulsión hacia adelante y los movimientos de las piernas, para reproducir los movimientos de caminar. Durante el uso, un algoritmo de inteligencia artificial traduce las señales cerebrales entrantes en señales de comando apropiadas para el implante espinal.
Los investigadores calibraron el sistema para que Oskam pudiera controlar la cantidad de movimiento. "Esto trae un patrón de caminar más fluido", dice Courtine, ayudándolo a adaptar la colocación de su pie e incluso a escalar escaleras.
Obtenga un gran periodismo científico, de la fuente más confiable, entregado a su puerta.
"La estimulación antes me estaba controlando, y ahora yo lo estoy controlando", dijo Oskam en una conferencia de prensa el 23 de mayo.
Un programa de entrenamiento de "neurorehabilitación" mientras se usa el dispositivo llevó a mejoras de movilidad incluso cuando se apagó la interfaz cerebro-espinal, encontraron los investigadores. "Esto sugiere que se desarrollaron nuevas conexiones nerviosas", dice Courtine.
Los investigadores necesitan comprender más sobre cómo funciona esta recuperación. "La pregunta es: ¿Dónde en el cerebro se conecta con la médula espinal? Y realmente no lo sabemos", dice Edgerton. "Necesitamos descubrir cómo están trabajando juntos los dos".
La extensión de la recuperación de Oskam proporcionó mejoras en la calidad de vida, como moverse por la casa de forma independiente o estar de pie en un bar bebiendo con amigos. "Ese es el objetivo de muchas personas que están completamente paralizadas", dice Edgerton. "Estar de pie en el bar, mirando a las personas a los ojos". Mientras que muchas personas paralizadas priorizan otros problemas, como la función del baño y la presión arterial, este estudio solo tuvo como objetivo restaurar la movilidad.
Oskam ha estado usando el sistema durante casi dos años, dice Courtine, y el implante cerebral ha permanecido estable y confiable.
Los investigadores creen que el enfoque funcionará para otros pacientes, pero advierten que la extensión de la recuperación puede depender de la gravedad de la lesión. "Tienes que tener cuidado al calibrar las expectativas", dice Courtine. "Pero estoy seguro de que podemos reproducir el mismo resultado, especialmente en personas con lesiones incompletas de la médula espinal".
The team plans to apply the approach to the upper limbs too, neuroscientist Henri Lorach, also at the École Polytechnique Fédérale de Lausanne, said during the news conference. “We are initiating a clinical trial in three participants that will target these circuits.” It may also be possible to treat paralysis caused by stroke, the researchers say.
Courtine and colleagues developed a version of the system that Oskam could operate himself at home, but further improvements are still needed. The processing unit is bulky, for example, and the brain implant involves two 5-centimeter-wide cylinders that sit in holes cut in the skull.
Onward Medical, a Lausanne-based company cofounded by Courtine, is working on miniaturizing the brain implant and processing unit, Courtine says, to develop a commercial version that “is easy for patients to use in daily life.”
Our mission is to provide accurate, engaging news of science to the public. That mission has never been more important than it is today.
As a nonprofit news organization, we cannot do it without you.
Your support enables us to keep our content free and accessible to the next generation of scientists and engineers. Invest in quality science journalism by donating today.