Una novedosa interfaz endovascular cerebro-computadora es segura y efectiva, lo que permite a los pacientes paralizados usar sus pensamientos para realizar tareas diarias, según muestran los resultados de un pequeño estudio realizado por primera vez en humanos.[1]
Se trata de algo que podría cambiar la vida de los pacientes con esclerosis lateral amiotrófica, pues el dispositivo mínimamente invasivo permite a los pacientes realizar importantes actividades de la vida diaria.
"Nuestros participantes pueden usar el dispositivo para realizar tareas como enviar correos electrónicos, enviar mensajes de texto a sus seres queridos y cuidadores, navegar por la web y manejar finanzas personales como la banca en línea", declaró el investigador Douglas J. Weber, Ph. D., profesor de ingeniería mecánica y neurociencia de Carnegie Mellon University, en Pittsburgh, Estados Unidos, en una rueda de prensa.[2]
La tecnología permitió a un paciente escribir un libro (que se publicará a finales de este año) y a otro paciente mantener la comunicación a pesar de perder la capacidad de hablar, señaló a Medscape Noticias Médicas el investigador principal del estudio, el Dr. Bruce Campbell, Ph. D., profesor de neurología de Royal Melbourne Hospital, de la University of Melbourne, en Melbourne, Australia.
"Además de brindarles a los pacientes capacidades comunicativas que no eran posibles como resultado de su enfermedad, nuestro objetivo es permitir que los pacientes en un futuro se involucren de manera más independiente en su atención, al permitir una comunicación efectiva y más rápida directamente con su cuidador y médico", agrego el Dr. Campbell.
Los hallazgos se presentarán en el Congreso de la American Academy of Neurology (AAN) 2022 del 2 al 7 de abril. La reunión también se llevará a cabo virtualmente del 24 al 26 de abril.
Mínimamente invasiva
La esclerosis lateral amiotrófica, también conocida como enfermedad de Lou Gehrig, es una enfermedad neurodegenerativa progresiva que afecta a las células nerviosas del cerebro y la médula espinal. Los pacientes con esclerosis lateral amiotrófica finalmente pierden la capacidad de controlar el movimiento muscular, lo que a menudo conduce a una parálisis total.
"Extender el período en el que los pacientes pueden comunicarse con sus seres queridos y cuidadores podría proporcionar un beneficio muy significativo para los pacientes con esclerosis lateral amiotrófica", señaló Weber.
Las interfaces cerebro-computadora miden y traducen las señales cerebrales, y algunos funcionan como neuroprótesis motoras. Estos dispositivos proporcionan una comunicación directa entre el cerebro y un dispositivo externo al registrar y decodificar las señales de la circunvolución precentral que se producen como resultado de la intención del movimiento.
"La tecnología tiene el potencial de empoderar a las más de cinco millones de personas en Estados Unidos que están gravemente paralizadas para volver a realizar importantes actividades de la vida diaria de forma independiente", agregó Weber.
Hasta ahora, las neuroprótesis motoras requerían cirugía para extirpar una parte del cráneo y colocar electrodos en el cerebro. Sin embargo, la nueva neuroprótesis motora mínimamente invasiva llega al cerebro por un acceso vascular, prescindiendo de la craneotomía.
"El dispositivo interfaz cerebro-computadora utilizado en nuestro estudio es único en el sentido de que no requiere una cirugía abierta invasiva para implantarlo. En cambio, esto es una interfaz cerebro-computadora endovascular" declaró Weber.
Usando un catéter, los cirujanos introducen la interfaz cerebro-computadora a través de una de las dos venas yugulares del cuello. Colocan una matriz de 16 sensores o electrodos en un andamio similar a un stent que se despliega contra las paredes del seno sagital superior.
Sin eventos adversos
Al describir el dispositivo, Weber dijo que los electrodos o elementos sensores son diminutos y que el cuerpo del stent, que sirve como andamio para sostener los electrodos, se asemeja a un stent endovascular estándar.
"Es muy pequeño en el momento de introducirlo porque se mantiene dentro del cuerpo del catéter, pero luego, cuando se despliega, se expande para hacer contacto con la pared de la vena".
El dispositivo transmite señales cerebrales desde la corteza motora a una unidad electrónica, ubicada en un bolsillo subcutáneo, que decodifica las señales de movimiento. El decodificador de aprendizaje automático está programado de la siguiente manera: cuando un entrenador les pide a los participantes que intenten ciertos movimientos, como dar golpecitos con el pie o extender la rodilla, el decodificador analiza las señales de las células nerviosas de esos intentos de movimiento. El decodificador es capaz de traducir señales de movimiento en navegación por computadora.
El estudio incluyó a cuatro pacientes con esclerosis lateral amiotrófica que quedaron paralizados a causa de la enfermedad y fueron capacitados para usar el dispositivo.
Uno de los puntos clave de seguridad eran los eventos adversos graves relacionados con el dispositivo que provocaran la muerte o una mayor discapacidad durante el período de evaluación posterior al implante. Los resultados mostraron que los cuatro participantes completaron con éxito el seguimiento de 12 meses sin eventos adversos graves.
Los investigadores también evaluaron la permeabilidad del vaso sanguíneo objetivo y la incidencia de migración del dispositivo a los 3 y 12 meses. Las imágenes posoperatorias mostraron que, en todos los participantes, el vaso sanguíneo que sostenía el dispositivo implantado permaneció abierto y en su lugar.
Al abordar el potencial de coágulos de sangre, Weber informó que hasta ahora no ha habido signos de coágulos u oclusión vascular.
"El dispositivo en sí se integra bien en las paredes del vaso sanguíneo con el tiempo. Dentro del período agudo después del implante, hay momentos en los que el dispositivo está expuesto al torrente sanguíneo, pero una vez que se encapsula y se integra completamente en la pared del vaso sanguíneo, los riesgos de trombosis disminuyen", declaró el investigador.
Más independencia
Los investigadores también registraron la fidelidad y la estabilidad de la señal durante 12 meses y el uso del interfaz cerebro-computadora para realizar tareas rutinarias. Todos los participantes aprendieron a utilizar la neuroprótesis motora con seguimiento ocular para uso de la computadora. La tecnología de seguimiento ocular ayuda a una computadora a determinar qué está mirando una persona.
Usando el sistema, los pacientes pudieron completar tareas sin ayuda. Estos incluían mensajes de texto y administración de finanzas. "Dado que el dispositivo está completamente implantado y es fácil de usar para los pacientes, pueden usar la tecnología de forma independiente y en su propia casa", señaló Weber.
Aunque el estudio comenzó con pacientes con esclerosis lateral amiotrófica, los que están paralizados por otras causas, como una lesión en la médula espinal superior o un ictus del tronco encefálico, también podrían beneficiarse de esta tecnología, agregó Weber.
Además, la tecnología podría expandirse para ampliar las capacidades de comunicación cerebral para potencialmente incluir extremidades robóticas, dijo.
Incluso existe la posibilidad de utilizar esta tecnología de interfaz cerebral mínimamente invasiva para administrar terapias como la estimulación cerebral profunda, que Weber señaló que es un campo en crecimiento.
"Son apenas los inicios, pero es una nueva dirección muy emocionante para la tecnología de interfaz cerebral", dijo Weber.
Los investigadores ahora están reclutando pacientes para el primer ensayo de viabilidad del dispositivo en Estados Unidos que será financiado por los National Institutes of Health (NIH), dijo Weber. Una limitación de la investigación fue el tamaño pequeño del estudio.
Avanzando en el campo
Al solicitarle un comentario, el Dr. Kevin C. Davis, estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería Biomédica de University of Miami Miller School of Medicine, en Miami, Estados Unidos, dijo que este nuevo trabajo hace avanzar al campo de manera importante.
El Dr. Davis y sus colaboradores han demostrado la eficacia de otra tecnología utilizada para superar la parálisis: un pequeño sistema portátil que facilita el agarre manual de un paciente con una lesión en la médula espinal. El Dr. Davis informó sobre este sistema interfaz cerebro-computadora basado en estimulación cerebral profunda en el Congreso de la American Association of Neurological Surgeons (AANS) 2021.
"Vale la pena explorar el desarrollo de interfaces cerebro-computadora efectivas y prótesis neurales motoras que eviten la cirugía como lo hizo el equipo en este nuevo estudio", declaró el Dr. Davis a Medscape Noticias Médicas.
Sin embargo, aunque el dispositivo utilizado en este nuevo estudio evita la cirugía craneal, "un único acceso vascular podría limitar la capacidad del dispositivo para llegar a otras áreas del cerebro más adecuadas para las prótesis motoras de las extremidades superiores", señaló.
"Determinar cuánta funcionalidad podría proporcionar un dispositivo de este tipo a las personas con síndrome de enclaustramiento o parálisis será importante para determinar su viabilidad como una eventual herramienta clínica para los pacientes", concluyó el investigador.
El estudio fue apoyado por Synchron Inc, el fabricante del dispositivo, US Defense Advanced Research Projects Agency, Office of Naval Research, National Health and Medical Research Council of Australia, Australian Federal Government Foundation y Motor Neuron Disease Research Institute of Australia.
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CRÉDITO
Imagen principal: iStock/Getty Images
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Citar este artículo: Implante cerebral podría cambiar la vida a pacientes con parálisis - Medscape - 5 de abr de 2022.
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