El hombre paralizado usa la intención del movimiento para controlar el brazo robótico

Un hombre de 34 años que quedó paralítico después de sufrir una herida de bala se convirtió en la primera persona en tener un dispositivo neuroprotésico implantado en la región cerebral responsable de la intención de movimiento, lo que le permite controlar un brazo robótico con su mente.
Gracias al dispositivo neuroprotésico, Sorta puede controlar un brazo robótico con solo sus pensamientos.
Crédito de la imagen: Spencer Kellis, Caltech

Erik Sorto, padre de dos hijos de California, sufrió una herida de bala a la edad de 21 años, le cortó la médula espinal y lo dejó incapacitado para mover sus brazos y piernas. Gracias al nuevo dispositivo, Sorto ahora puede dar la mano, tomar una bebida e incluso tocar "piedra, papel, tijeras".

"Me sorprendió lo fácil que era [controlar el brazo robótico]", dice Sorto. "Recuerdo haber tenido esta experiencia fuera del cuerpo, y quería correr y chocar a todos".

El éxito del dispositivo neuroprotésico es el resultado de un proyecto conjunto que involucra a investigadores del Instituto de Tecnología de California (Caltech), Keck Medicine de la Universidad del Sur de California (USC) y el Centro Nacional de Rehabilitación Rancho Los Amigos en Downey, California.

En el diario Ciencia, el investigador principal Richard Anderson, profesor de neurociencia James G. Boswell en Caltech, y sus colegas explican cómo implantaron el dispositivo y cómo funciona.

Anteriormente, la investigación sobre neuroprótesis se ha centrado en implantar dispositivos en la corteza motora, el área del cerebro que controla el movimiento. Aunque esto ha permitido a los pacientes tener cierto control sobre las extremidades robóticas, los resultados han sido inconsistentes, con el movimiento a menudo severamente retrasado o inestable.

Para este proyecto, el equipo se centró en la corteza parietal posterior (PPC), la región del cerebro que controla la intención del movimiento en lugar del movimiento en sí.

Actividad PPC registrada por minúsculas matrices de electrodos y decodificada para controlar el brazo robótico

Los cirujanos de Keck Medicine de USC implantaron dos pequeñas matrices de electrodos de 4 mm x 4 mm de tamaño en el PPC de Sorta. Un conjunto de electrodos controla el alcance, mientras que el otro controla. Cada matriz consta de 96 electrodos activos que toman nota de la actividad de cada célula nerviosa en el PPC.

Un cable conecta las matrices de electrodos a un sistema informático que lee la actividad de las células nerviosas en el PPC, decodificando para determinar la intención del cerebro de los dispositivos de movimiento y control a los que está conectado, en este caso, un brazo robótico y un cursor de computadora.

La cirugía, realizada el 17 de abril de 2013, fue un procedimiento complejo y tardó 5 horas en completarse, según el equipo.

"Estas matrices son muy pequeñas, por lo que su ubicación debe ser excepcionalmente precisa, y requirió una gran cantidad de planificación, trabajando con el equipo de Caltech para asegurarse de que lo hiciéramos bien", dice el neurocirujano Charles Liu, profesor de cirugía neurológica y neurología. ingeniería biomédica en la USC.

"Como era la primera vez que alguien implantaba esta parte del cerebro humano, todo lo relacionado con la cirugía era diferente: la ubicación, el posicionamiento y la forma de administrar el hardware", agrega. "Tenga en cuenta que lo que podemos hacer, la capacidad de registrar las señales cerebrales y decodificarlas para mover finalmente el brazo robótico, es críticamente dependiente de la funcionalidad de estas matrices, que se determina principalmente en el momento de la cirugía. "

Sorta y el equipo de investigación hablan más sobre el procedimiento en el siguiente video:

Estudio ofrece esperanza para pacientes con parálisis

Sorto comenzó la rehabilitación en el Centro Nacional de Rehabilitación Rancho Los Amigos 16 días después del procedimiento.

A pesar de que fue capaz de usar sus pensamientos para mover el brazo robótico de inmediato, tomó semanas de entrenamiento mental para refinar los movimientos del brazo. Ahora, Sorta puede llevar a cabo una serie de tareas usando el brazo, como recoger una bebida.

"Ha sido capaz de hacer varias cosas", dijo Andersen. The Washington Post. "Puede jugar videojuegos y hacer tijeras de piedra, puede agarrar objetos. Y, por supuesto, tenía un objetivo personal, que es controlar la velocidad a la que toma una cerveza, así que lo implementamos primero".

Según la Fundación Christopher & Dana Reeve, alrededor de 6 millones de personas en los EE. UU. Viven con algún tipo de parálisis, el equivalente a casi 1 de cada 50 estadounidenses.

El éxito del dispositivo neuroprotésico hasta el momento ha entusiasmado a los investigadores neurológicos, lo que representa un paso más para ayudar a los pacientes con parálisis total o parcial.

La investigadora del estudio Christine Heck, profesora asociada de neurología y codirectora del Centro de neurorestauración de la USC, dice:

"Estamos en un punto en la investigación humana donde estamos haciendo grandes progresos para superar una gran cantidad de enfermedades neurológicas.

Estos ensayos clínicos tempranos muy importantes podrían proporcionar esperanza para los pacientes con todo tipo de problemas neurológicos que involucran parálisis tales como apoplejía, lesión cerebral, ELA e incluso esclerosis múltiple ".

El proyecto está en curso, con Sorto comprometiéndose a otro año de estudio. "Este estudio ha sido muy significativo para mí", dice. "Por mucho que el proyecto me necesitara, necesitaba el proyecto. Es un gran placer para mí ser parte de la solución para mejorar la vida de los pacientes paralíticos".

Los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Boswell, el Departamento de Defensa y el Centro de Neurorestauración de la USC financiaron el estudio.

En diciembre de 2014, Noticias médicas hoy informado sobre un estudio publicado en el Revista de ingeniería neuronal, en la que los investigadores revelaron cómo una mujer cuadripléjica de 52 años pudo controlar un brazo robótico con su mente.

Ese estudio detalló técnicas similares a las utilizadas en esta última investigación, aunque las matrices de electrodos se implantaron en la corteza motora izquierda del paciente en lugar del PPC.

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