Controlado por un software de inteligencia artificial (IA), un nuevo dispositivo de estimulación nerviosa ha ayudado a tres pacientes con parálisis a volver a caminar, montar en bicicleta y nadar.
Los investigadores han programado estos dispositivos para que envíen señales eléctricas dirigidas específicamente a determinadas regiones de la médula espinal y las activen.
La IA indica entonces a los electrodos del dispositivo que emitan señales para estimular los nervios específicos necesarios para caminar.
Tres pacientes cuya parte inferior del cuerpo quedó completamente paralizada tras sufrir lesiones medulares pudieron caminar, montar en bicicleta y nadar gracias a un dispositivo de estimulación nerviosa controlado mediante una tableta con pantalla táctil, informaron el lunes los investigadores.
Los pacientes sufrieron lesiones en una región llamada columna torácica —debajo del cuello y por encima de la parte más baja de la espalda— entre uno y nueve años antes de recibir el tratamiento. Pudieron dar sus primeros pasos menos de una hora después de que los neurocirujanos implantaran por primera vez prototipos de un dispositivo de estimulación nerviosa controlado a distancia por un software de inteligencia artificial.
Durante los seis meses siguientes, los pacientes recuperaron la capacidad de realizar actividades más avanzadas —caminar, montar en bicicleta y nadar en espacios comunitarios fuera de la clínica— al controlar ellos mismos los dispositivos de estimulación nerviosa mediante una tableta con pantalla táctil, dijeron los investigadores.
Los pacientes —hombres de 29, 32 y 41 años— resultaron heridos en accidentes de motocicleta.
Grégoire Courtine y Jocelyne Bloch, del Instituto Federal Suizo de Tecnología de Lausana, dirigieron el estudio publicado en la revista Nature Medicine. También ayudaron a fundar Onward Medical, una empresa tecnológica con sede en los Países Bajos que trabaja para comercializar el sistema.
La empresa espera iniciar dentro de aproximadamente un año un ensayo con entre 70 y 100 pacientes, principalmente en Estados Unidos, dijo Courtine.
Actualmente no existe ningún tratamiento que permita que la médula espinal se cure por sí sola, pero los investigadores han buscado formas de ayudar a las personas con parálisis a recuperar la movilidad mediante la tecnología.
Si estudios más amplios confirman los primeros resultados de este estudio, algún día las personas inmovilizadas por lesiones medulares quizá puedan abrir un teléfono inteligente o hablar con un reloj inteligente, seleccionar una actividad como «caminar» o «sentarse» y luego enviar un mensaje a un dispositivo implantado que estimule sus nervios y músculos para que realicen los movimientos adecuados, dijeron los investigadores.
Normalmente, para iniciar un movimiento, el cerebro envía un mensaje a la médula espinal, indicándole que estimule un conjunto de células nerviosas que, a su vez, activan los músculos necesarios, dijo Bloch.
«Es algo en lo que ni siquiera pensamos», dijo Bloch. «Ocurre automáticamente».
Tras una lesión medular completa, los mensajes del cerebro no pueden llegar a los nervios. Otros investigadores han intentado ayudar a pacientes con parálisis a caminar mediante la estimulación de los nervios a través de la parte posterior de la columna vertebral, utilizando campos eléctricos amplios emitidos por dispositivos implantados que se diseñaron originalmente para controlar el dolor crónico, dijo Courtine.
Courtine, Bloch y su equipo rediseñaron los dispositivos para que las señales eléctricas llegaran a la columna vertebral desde los lados en lugar de hacerlo desde atrás. Este enfoque permite dirigir la estimulación y activar regiones de la médula espinal con gran precisión, dijo Courtine.
A continuación, diseñaron algoritmos de inteligencia artificial que indican a los electrodos del dispositivo que emitan señales para estimular, en la secuencia adecuada, los nervios específicos que controlan los músculos del tronco y las piernas necesarios para diversas actividades, como levantarse de una silla, sentarse y caminar.
El software se adapta a la anatomía de cada paciente, dijo Courtine.
Cuando se implantó el dispositivo, los pacientes pudieron «activar las piernas y dar un paso de inmediato», dijo Bloch.
Pero como sus músculos estaban debilitados por la falta de uso, necesitaban ayuda para soportar el peso y aprender a utilizar la tecnología, dijeron los investigadores.
Los investigadores señalaron que, aunque los pacientes recuperaron la capacidad de realizar diversas actividades, incluido el control de los músculos del tronco, durante «períodos prolongados», no recuperaron los movimientos naturales.
Aun así, Bloch dijo: «Cuanto más entrenan y empiezan a levantar los músculos, más fluidos se vuelven los movimientos».
Estudio en ratones
Otro artículo revisado por pares, publicado el lunes en la revista por un equipo de investigación independiente de Israel, Advanced Sciencedescribe un enfoque experimental para reparar lesiones medulares. Investigadores de la Universidad de Tel Aviv intentaron reparar la médula espinal de ratones lesionados utilizando células humanas adultas modificadas para comportarse como células madre embrionarias, capaces de convertirse en cualquier tipo de célula del cuerpo.
En la médula espinal de los animales se había formado tejido cicatricial, que había impedido cualquier beneficio de estas células en estudios anteriores. Primero, los investigadores dejaron que las células madre proliferaran en un entorno especial de cultivo en tubos de ensayo y solo las trasplantaron a los ratones después de que hubieran madurado hasta formar una pequeña red de células nerviosas y de que se hubiera extirpado quirúrgicamente el tejido cicatricial.
Informaron de una tasa de éxito del 80 % en la recuperación del movimiento y la sensibilidad de los ratones paralizados. Los investigadores dijeron que se proponen iniciar ensayos en humanos dentro de unos años.
Los intentos de utilizar estas células madre para ayudar a la columna vertebral a repararse y restaurar la función de órganos y extremidades aún no han dado lugar a ningún tratamiento aprobado para humanos.
«Queda mucho por demostrar que también funciona en humanos, pero ese es nuestro objetivo», dijo Tal Dvir, quien dirigió el equipo del Centro Sagol de Biotecnología Regenerativa.
