Los chips que devuelven la vida a un cerebro paralizado

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La parálisis cerebral no se puede curar, pero sí que hay diversos tratamientos que mejoran las capacidades de los que la sufren. En general, todos estos tratamientos ayudan a mejorar o incluso superar las discapacidades del desarrollo, y hasta sirven para aprender nuevas formas de realizar las tareas que no pueden llevar a cabo por su lesión.

La intervención temprana, los tratamientos de apoyo, los medicamentos y la cirugía pueden ayudar a muchas personas a mejorar su control muscular. Muchas veces, también se lleva a cabo terapia física, ocupacional y del habla. Pero, además de medicamentos (para controlar las convulsiones, espasmos musculares relajarse y aliviar el dolor), cirugía (para corregir anormalidades anatómicas o liberar los músculos tensos), aparatos ortopédicos y otros dispositivos ortopédicos, sillas de ruedas y andadores, la tecnología también se está utilizando para ayudar a estas personas en labores de comunicación. El implante de chips en el cerebro es otra de las áreas en las que se está investigando para mejorar la vida de estas personas.

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Pero, ¿qué es exactamente la parálisis cerebral?


Por parálisis cerebral entendemos un grupo de trastornos neurológicos (que suelen aparecen en la infancia o niñez temprana) y que afectan al movimiento del cuerpo y la coordinación muscular, dado que afecta la parte del cerebro que controla los movimientos musculares.

En la mayoría de casos, los niños nacen con parálisis cerebral aunque ésta no se suele detectar hasta meses o años después, cuando empiezan a ser evidentes los síntomas. Los más comunes son la falta de coordinación muscular al realizar movimientos voluntarios (ataxia); músculos rígidos o rígidos y reflejos exagerados (espasticidad); caminar con un pie o la pierna de arrastre; caminar sobre los dedos de los pies, un modo de andar agachado; y/o un tono muscular demasiado rígido o blando. Convulsiones, pérdida de la audición y problemas de visión, problemas de control intestinal y de la vejiga, dolor y sensaciones anormales son otros síntomas.

El PC que habla por mí


Las terapias, herramientas y mecanismos de ayuda para las personas con parálisis cerebral son muy amplias y diversas. En lo que a la tecnología se refiere, el ordenador es, probablemente, el ejemplo más dramático de cómo un dispositivo puede marcar una gran diferencia en las vidas de las personas con parálisis cerebral, gracias a las posibilidades de comunicación que les aporta.

Cuando una persona con parálisis cerebral cuenta con un ordenador y un sintetizador de voz, esta persona puede comunicarse con los demás sin problemas. Aunque el paciente no pueda hablar o escribir por sí solo, puede hacer movimientos con la cabeza y controlar el ordenador usando un puntero iluminado especial.

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Implantando chips en el cerebro


Una de las áreas en las que tecnología y medicina más están avanzando es a la hora de poder desarrollar dispositivos que permitan una estimulación eléctrica del cerebro.

Diferentes estudios han demostrado que la estimulación eléctrica funcional es una forma eficaz de atacar y reforzar los músculos espásticos. El problema, sin embargo, es que hasta ahora el método de administración de los pulsos eléctricos requiería dispositivos abultados y caros que debían ser implantados por un cirujano. La alternativa era la estimulación de la superficie de la piel por parte de un terapeuta capacitado.

Sin embargo, investigadores patrocinados por el National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) han desarrollado un método de alta tecnología que elimina este gran aparato y los electrodos. En su lugar, utilizan una aguja hipodérmica para inyectar dispositivos inalámbricos microscópicos dentro de músculos o nervios específicos. Los dispositivos están guiados por una vara telemétrica que puede dirigir el número y la fuerza de sus pulsos por control remoto. El dispositivo ha sido usado para activar y reforzar los músculos de la mano, el hombro y el tobillo en personas con parálisis cerebral al igual que en sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares.

Aunque los mecanismos precisos no están claros, el presente estudio indica que estos microelectrodos de silicio en el cráneo aumentan la respuesta del tejido cerebral cortical en la zona que rodea al implante.

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La invención de estas micro sondas neuronales de silicio cumple más de 20 años, pero su aplicación en prótesis neuronales y en la neurociencia ha sido limitada. Se conocen bien las respuestas reactivas que provocan en la corteza, pero se desconocen las que pueden generar en otras zonas del cerebro. Las respuestas a dispositivos insertados son particularmente relevantes en los electrodos de estimulación profunda del cerebro, que se utilizan actualmente en el tratamiento de una serie de trastornos neurológicos.

Menos invasivos, más efectivos


Los científicos trabajan en el desarrollo de un implante en el cerebro que se funda en el lugar donde se inserte. La tecnología podría allanar el camino para desarrollar mejores dispositivos que puedan vigilar y controlar las convulsiones, y para transmitir señales desde el cerebro más allá de las partes dañadas de la médula espinal.

Según Walter Koroshetz, director adjunto del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (NINDS), estos implantes tienen el potencial de maximizar el contacto entre los electrodos y el tejido cerebral, al tiempo que minimizan el daño al cerebro, por lo que podrían proporcionar una plataforma para una amplia gama de dispositivos con aplicaciones para la epilepsia, lesiones de la médula espinal y otros trastornos neurológicos.

Uno de estos nuevos implantes flexibles ultrafinos están hechos, en parte, de seda, aunque también incluyen electrónica para registrar la actividad cerebral.

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Los implantes contienen electrodos metálicos muy pequeños (500 micras de espesor, unas cinco veces el espesor de un cabello humano). Al no ser electrodos afilados y no tener superficies rígidas, se espera que mejoren la seguridad del paciente, haciendo menos daño al tejido cerebral. Además, la capacidad de los implantes de moldear la superficie del cerebro podría proporcionar una mejor estabilidad; el cerebro a veces se desplaza en el cráneo y el implante podría moverse con él.

BrianGate, el cerebro que interpreta al mío


BrainGate es una compañía que desarrolla la tecnología que lleva el mismo nombre y cuyo objetivo es crear la tecnología que permita a las personas con discapacidad grave comunicarse y controlar las funciones diarias a través del pensamiento.

En un reciente ensayo clínico que sigue vigente, una mujer paralizada era capaz de alcanzar y disfrutar de una copa con su propia mano por primera vez en casi 15 años, utilizando sus pensamientos para dirigir un brazo robótico.

Este tipo de tecnologías se conocen como Brain Computer Interface, en los que la actividad eléctrica cerebral del paciente se graba a través del electroencefalograma: los electrodos, adheridos al cuero cabelludo, miden las señales eléctricas del cerebro. Estas señales se amplifican y se transmiten a un ordenador, que los transforma en órdenes de control del dispositivo. El ordenador detecta los cambios en el electroencefalograma relacionados con el motor y utiliza esta información, por ejemplo, para realizar una selección entre dos alternativas.

Podemos decir que existen dos tipos de sistemas BCI: invasivas y no invasivas. Los primeros requieren cirugía para implantar los electrodos sobre o cerca de la superficie del cerebro. Mientras, la mayoría de los sistemas no invasivos usan electrodos colocados en el cuero cabelludo (con un gorro), lo que no suele generar molestias aunque sí exigen, por lo general, un gel conductor (lo que obliga a lavarse el cabello después de su uso).

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Fuente: Una persona con un BCI.

En cualquiera de los casos, los electrodos están conectados a un ordenador (por lo general a través de un componente de hardware adicional). Las señales del cerebro que son captadas por los electrodos se envían al ordenador, que utiliza un sofisticado software para traducir las señales del cerebro en comandos informáticos.

Estas tecnologías son fruto de décadas de inversiones e investigaciones sobre cómo el cerebro controla el movimiento.

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