Uso de cookies

[x]
Utilizamos cookies propias y de terceros para mejorar nuestros servicios y mostrarle publicidad relacionada con sus preferencias mediante el anáisis de sus hábitos de navegación. Si continúa navegando, consideramos que acepta su uso. Puede obtener más información, o bien conocer cómo cambiar la configuración, en nuestra Política de cookies
Ofrecido por:
Iberdrola
jueves, 31 julio 2014
22:30
Actualizado a las 

La Razón

Ciencia

Mente en movimiento

  • Varios grupos internacionales trabajan en perfeccionar un sistema para que una extremidad robótica, la silla de ruedas, un esqueleto robótico y, en última instancia, los propios músculos ejecuten las órdenes que manda el cerebro. Una persona con lesión medular o parálisis cerebral podría moverse con sólo pensar en ello
     

  • 1
Cathy Hutchinson mueve un brazo robótico con la mente y consigue beber café de una botella
Cathy Hutchinson mueve un brazo robótico con la mente y consigue beber café de una botella

Medio mundo ha sido testigo de cómo Cathy Hutchinson, una paciente tetrapléjica que lleva más de quince años con los brazos y las piernas paralizadas, pudo mover un brazo robótico –a través del pensamiento– y beber café desde una botella. Leigh Hochberg, neuroingeniero de la Universidad de Brown (EE UU) y coautor de esta investigación, asegura a este semanario que «el cerebro está compuesto por millones de neuronas que, al comunicarse, producen pensamientos y generan impulsos eléctricos. Cuando los electrodos detectan estas señales, se transmiten por cable a un ordenador, que las traduce en órdenes para un dispositivo electrónico. En el futuro nos gustaría que el sistema fuera inalámbrico, así como trabajar con un ordenador más pequeño y portátil –tal vez del tamaño de un smartphone–».

Bajo este prisma, investigadores de distintos países trabajan en métodos para que las ondas cerebrales muevan un brazo robótico –como en el caso de Hutchinson–; dirijan esas órdenes a una sofisticada silla de ruedas o a un esqueleto mecánico que sostenga el inerte cuerpo de una persona con lesión medular. En el escenario más optimista, esos impulsos cerebrales se trasladarían a los propios músculos para ejecutar los movimientos.

Técnicas utilizadas
Para controlar el movimiento corporal mediante el pensamiento se precisan interfaces cerebro-ordenador, basados en el análisis e interpretación de las señales cerebrales y su aplicación para manipular algún dispositivo, ya sea un PC, una silla de ruedas, un brazo robótico... «Se le pide a la persona que imagine un movimiento –el del brazo, por ejemplo–. Posteriormente, se activan en su cerebro patrones similares a los que se activarían si verdaderamente estuviese realizando dicha acción. Estas señales son extraídas, mediante técnicas electroencefalográficas –EEG–, es decir, mediante electrodos que se colocan en la superficie craneal –con la ayuda de un gorro–, y analizadas e interpretadas por un programa que detecta en tiempo real si el paciente está imaginando el movimiento de la extremidad o no, y emite una señal que puede servir para controlar, por ejemplo, un brazo robótico», sostiene Fernando Trincado, ingeniero de la unidad de Biomecánica del Hospital de Parapléjicos de Toledo.

Este tipo de tecnologías no dejan de ser ayudas técnicas que pretenden hacer la vida de los pacientes algo más sencilla, pero, «evidentemente, si la enfermedad sigue actuando –por ejemplo en un paciente con Esclerosis Lateral Amiotrófica o ELA– y el proceso degenerativo no logra detenerse por otras vías, de poco servirá el desarrollo tecnológico», afirma Trincado.

Estos avances otorgarían un buen nivel de independencia y autonomía en los pacientes, quienes depositan bastantes esperanzas en esta línea de investigación. «Todos necesitamos tener libertad de acción. En un periodo breve, de unos dos años, podríamos conseguir que una persona domine su silla eléctrica mediante el movimiento de los músculos del cráneo. Para ello, se debe mejorar el hardware, software y los sistemas de entrenamiento del prototipo existente», afirma el doctor Josep Medina, jefe de Rehabilitación Funcional del Institut Guttmann de Barcelona e investigador responsable del programa «Bioingeniería aplicada a la autonomía funcional de las personas».

Diferentes reacciones
No todos los pacientes reaccionan igual ante el mecanismo. El nivel de sofisticación tecnológica, y que las funciones cognitivas de los pacientes se mantengan intactas y estables son dos factores clave. Trincado ha confirmado que «a día de hoy se han logrado cosas importantes para pacientes concretos. Cada grupo de investigación desarrolla un sistema, de manera que el interfaz cerebro-ordenador puede detectar los patrones cerebrales de ese individuo, e interpretarlos con mucha fiabilidad. Lo que aún no se ha conseguido es diseñar un sistema que sea aplicable de forma genérica. La plasticidad del cerebro y la variabilidad de las señales cerebrales hace muy difícil implementar un interfaz común que interprete adecuadamente las señales cerebrales de cualquier persona, lo que supone uno de los grandes retos que persigue la investigación».

Elizabeth C. Tylor-Kabara, profesora de cirugía Neurológica y Bioingeniería de la Universidad de Pittsburgh (EE UU) –pionera en este tipo de estudios– defiende la «necesidad de optimizar el entrenamiento de los pacientes. También tenemos que ser capaces de evaluar la robustez de esta tecnología antes de que pueda ser aprovechada por la población general».
Pese a la obligación de ser cautos, muchos de los pacientes que han probado el mecanismo han mostrado su satisfacción y entusiasmo.

Para aquellas personas que hayan perdido su autonomía, cualquier vía de comunicación con el exterior, por limitada que sea, supone una gran esperanza a la hora de enfrentarse con la enfermedad. El objetivo último, y según Hochberg, sería «vincular el cerebro al miembro corporal, estimulando los nervios periféricos y permitiendo a una persona con parálisis extender la mano y recoger una taza de café usando sus propios músculos». Y no sólo se trata de la capacidad de movimiento. Hochberg espera que «esta tecnología ayude a restaurar la comunicación de la gente con parálisis, personas que no pueden hablar, y facilitarles que sean capaces de escribir sobre una pantalla».

Para aquellos pacientes cuya enfermedad se deba a una lesión medular la posibilidad de controlar prótesis robóticas como si fuesen sus propios brazos resulta muy interesante. Para lograrlo, y según afirma Trincado, «habría que conseguir implementar un interfaz cerebral que no requiera el cien por cien de concentración para funcionar, de manera que la persona pudiese manejar un brazo robótico y al mismo tiempo pensar en otra tarea diferente, como hacemos con nuestros brazos naturales. Para conseguir esta meta aún queda bastante, y es necesaria una gran apuesta por la investigación». Los exoesqueletos robóticos, que permiten aumentar la fuerza y resistencia del ser humano  al realizar cierto tipo de actividades o en labores militares o de rescate, podrían convertirse en las piernas de aquellas personas relegadas a ver la vida desde una silla de ruedas.

Cómo traducir las señales del cerebro
Los impulsos eléctricos del cerebro pueden combinarse con técnicas como la electromiografía (actividad muscular), sensores de movimiento y parpadeo.

Tareas mentales o imaginación de movimientos corporales:
-El cerebro detecta  las áreas activas del cerebro para poder interpretar la acción realizada con anterioridad.

Estímulos visuales parpadeando a diferente frecuencia:
-Al mirar una luz que parpadea en la parte superior de la pantalla, podemos desplazarnos por un entorno virtual que permita interaccionar con otras personas.

Estímulos visuales en la pantalla del ordenador:
-Cuando se mira una tecla iluminada en cierto momento, se puede ordenar una tarea concreta como, por ejemplo, cambiar el canal del televisor.
 

Vídeos

  • 1