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Una conexión en el cerebro permite andar a monos con lesión medular

Unos sensores recogen las señales cerebrales y las envían de forma inalámbrica a los músculos

El macaco con el interfaz apagado y encendido.

Primero lograron que una rata parapléjica caminara. Ahora lo repiten con monos lisiados. Quizá en el futuro lo logren con humanos con lesión medular. Es lo que se ha propuesto un amplio equipo de neurocientíficos que ha logrado reconectar de forma inalámbrica el cerebro de dos macacos con su médula dañada. En apenas una semana ya estaban caminando.

"Es la primera vez que una neurotecnología restablece la capacidad motora en primates", dice el neurocientífico de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza), Grégoire Courtine, principal autor de una investigación en la que ha participado una veintena de científicos de instituciones y universidades de EE UU y Europa. El objetivo de todos ellos era desarrollar una interfaz cerebro máquina que devolviera la capacidad de andar a dos macacos Rhesus.

Courtine y su equipo llevan décadas investigando qué puede hacer la tecnología por los lesionados medulares. En 2014 mostraron cómo devolvían la capacidad de caminar a una rata parapléjica. Aunque en aquella ocasión los científicos y no la rata controlaban sus movimientos, allí estaba la base del sistema que ahora han ensayado con éxito con los monos.

Los investigadores relacionaron actividad cerebral y muscular en monos sanos antes de lesionarles la médula

La interfaz consta de tres elementos fundamentales. Por un lado, una serie de sensores implantados en la zona de la corteza cerebral motora que se activa con el movimiento o la intención de mover las patas. Por otro lado, unos electrodos colocados en el área de la médula lesionada que recibía las órdenes del cerebro y las convertía en señales eléctricas para la flexión y extensión de los músculos locomotores. En medio, un ordenador y unos algoritmos que reciben las señales del cerebro de forma inalámbrica, las decodifican y las vuelven a enviar también sin cables a las neuronas medulares. Los creadores del algoritmo, entre los que se halla el español Eduardo Martín Moraud, lograron que todo este intercambio de información se realizara en fracciones de segundo.

"Es importante poder transmitir de forma inalámbrica las señales recogidas", sostiene el investigador de la Universidad Brown (EE UU) y coautor de la investigación David Borton. Esto nos permite mapear la actividad neuronal en los diferentes contextos en los que el animal se comporta de forma natural. Si realmente pretendemos que las neuroprótesis lleguen a ayudar a los humanos, este tipo de tecnologías inalámbricas de recogida serán fundamentales", añade. Hasta ahora, estos ensayos exigían la conexión física entre el implante en el cerebro y el ordenador

Para calibrar cómo decodificaba el sistema las señales del cerebro, los investigadores implantaron los sensores cerebrales y el transmisor inalámbrico en monos sanos. Entonces las registraron y mapearon qué neuronas motoras del área lumbar de la médula intervenían en el movimiento muscular. Lo siguiente fue provocar una lesión medular a la altura del tórax en los animales (los investigadores explican que los efectos son temporales). Sin entrenamiento previo, uno de los macacos recuperó su movilidad en una semana. El segundo tardó un poco más, dos semanas, según muestran en Nature.

"Lo importante de este trabajo no es tanto de desarrollo de la tecnología sino que han demostrado que en animales más cercanos a los humanos que las ratas, con movimientos más complejos y anatomía más similar a la nuestra se puede grabar la actividad e intención del movimiento, ver una correlación de esas señalas en la espina dorsal y estimularla para superar la lesión", comenta el neurocientífico de la universidad sueca de Chalmers, Max Ortiz Catalán.

El implante usado para recoger las señales del cerebro del mono. ampliar foto
El implante usado para recoger las señales del cerebro del mono.

Pero este investigador mexicano, que lleva años trabajando en el campo de la neurorrehabilitación y hace dos años logró implantar un brazo biónico a un amputado, recuerda que los monos estaban sanos, con su espina dorsal intacta, antes de que les pusieran los electrodos y relacionaran actividad neuronal y activación muscular. Y después les cortaron la médula. "El problema es cuando tienes que implementar esto en pacientes con una lesión donde no tienes toda la información. Decodificar el movimiento aquí es más complicado", recuerda.

Hay otros problemas que solventar antes de que los ensayos se extiendan a los humanos. Queda por dotar de bidireccionalidad al sistema. En esta investigación, el cerebro no recibe información desde los músculos de la pata ni de las neuronas medulares. Tampoco se sabe el impacto a largo plazo de un implante que se coloca directamente en el cerebro.

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