Un exoesqueleto controlado mediante impulsos cerebrales permite caminar a una persona tetrapléjica

Investigadores franceses han preparado un prototipo de exoesqueleto que, conectado al cerebro mediante impulsos, ha permitido andar y mover las extremidades superiores a un paciente con tetraplejia.

Aproximadamente el 20% de las lesiones traumáticas que se producen en la medula espinal dan como resultado la tetraplejia. La revista The Lancet Neurology ha publicado recientemente un avance llevado a cabo por investigadores franceses, en el que se presenta el prototipo de exoesqueleto fruto de diez años de investigación.

Para llevar a cabo el ensayo clínico se buscaron pacientes en el centro de investigación Clinatec, asociado con el Hospital Universitario de Grenoble, en Francia. Finalmente el ensayo se realizó con el joven Thibault, de 28 años, que sufría tetraplejia desde hace 4 años, después de una lesión en las vértebras L4 y L5 de la médula espinal. Se le implantaron dos grabadores epidurales inalámbricos bilaterales, cada uno con 64 electrodos, en las zonas sensoriales de las extremidades superiores del cerebro. Las señales electrocorticográficas epidurales (Ecog) fueron procesadas en línea por un algoritmo de decodificación adaptativo para enviar comandos a receptores (avatar virtual o exoesqueleto). Durante los 24 meses del estudio, el joven tetrapléjico realizó diversas tareas mentales y se entrenó en su casa durante meses con un simulador. Gracias al implante, logró que un avatar realizara movimientos en la pantalla de su televisor.

“Tuve que reaprender poco a poco. La plasticidad cerebral hace que encontremos las órdenes que hay que enviar para cada movimiento, de forma mucho más flexible, mucho más natural”, explica Thibault, postrado en cama desde su accidente.

 

Esta imagen muestra a un científico francés sosteniendo el implante que utiliza el joven tetrapléjico. Foto: HO/CLINATEC ENDOWMENT FUND / AFP

Entre el 12 de junio de 2017 y el 21 de julio de 2019, Thibault controló mediante el cortex  un programa que simulaba caminar e hizo movimientos bimanuales y multiarticulares, de extremidades superiores con ocho grados de libertad durante varias tareas táctiles y rotaciones de muñeca, todo ello utilizando un avatar virtual en casa (64% de éxito) o un exoesqueleto en el laboratorio (70,9% de éxito). El Ecog epidural es semi-invasivo, si lo comparamos con los microelectrodos y tiene una eficiencia similar. Los investigadores expresan que «Nuestro objetivo era probar la viabilidad de una técnica semi-invasiva que utiliza señales cerebrales para conducir un exoesqueleto».

Estos resultados han mostrado la respuesta a largo plazo ( 24 meses) de un exoesqueleto neuroprotésico de cuatro extremidades dirigido por un sistema completo de interfaz cerebro-maquina mediante Ecog epidural en línea continua para decodificar la actividad cerebral en un paciente tetrapléjico.

El profesor emérito de la Universidad Grenoble Alpes en Francia ha precisado que en noviembre se implantarán electrodos a otro paciente tetrapléjico y a otros dos más en los meses siguientes. Con el tiempo, los pacientes podrán tomar objetos con la mano y mejorar el equilibrio del exoesqueleto, que es el punto débil de todos los robots de este tipo, ya que según explica el investigador “Eso necesita unos cálculos muy minuciosos y tiempos de reacción muy rápidos, en los que estamos trabajando, utilizando la inteligencia artificial”.

En un primer momento, esta interfaz podría permitir que, en unos años, un paciente tetrapléjico pueda dirigir su silla de ruedas o guiar un brazo motorizado, lo que mejoraría considerablemente su autonomía.

 

Thibault ahora logra dirigir los movimientos de un exoesqueleto a través del pensamiento.
Foto: HO / CLINATEC ENDOWMENT FUND / AFP

El caso de Thibault es una “prueba de concepto”: los investigadores mostraron que era posible captar correctamente esta actividad eléctrica cerebral de forma continua y transmitirla casi a tiempo real y sin cables hacia el ordenador, que las descodifica.

Aún así, todavía queda un largo camino por recorrer antes de que este exoesqueleto pueda utilizarse en el día a día.

 

Fuente : The Lancet Neurology,

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