En un ensayo clínico único en su tipo, investigadores, ingenieros y cirujanos de medicina bioelectrónica de los Institutos Feinstein para la Investigación Médica de Northwell Health (EEUU), implantaron con éxito microchips en el cerebro de un hombre que vive con parálisis y desarrollaron algoritmos de inteligencia artificial (IA) para volver a vincular su cerebro con su cuerpo y su médula espinal.
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Este bypass neural doble forma un puente electrónico que ha permitido que la información fluya una vez más entre el cuerpo y el cerebro paralizados del hombre para restaurar el movimiento y las sensaciones en su mano con ganancias duraderas en su brazo y muñeca fuera del laboratorio.
"Esta es la primera vez que el cerebro, el cuerpo y la médula espinal se vinculan electrónicamente en un humano paralizado para restaurar el movimiento y la sensación duraderos", ha señalado Chad Bouton, profesor del Instituto de Medicina Bioelectrónica en los Institutos Feinstein.
"Cuando el participante del estudio piensa en mover el brazo o la mano, 'sobrecargamos' su médula espinal y estimulamos su cerebro y sus músculos para ayudar a reconstruir las conexiones, brindar retroalimentación sensorial y promover la recuperación", ha explicado.
La historia del primer paciente tetrapléjico en usar IA
Paralizado del pecho para abajo, Keith Thomas, de 45 años, de Massapequa, Nueva York, es el primero en utilizar esta tecnología.
Durante el apogeo de la pandemia, el 18 de julio de 2020, un accidente de buceo le provocó una lesión en el nivel C4 y C5 de las vértebras de la columna, lo que lo dejó incapaz de moverse y sentir del pecho hacia abajo. Solo y aislado en el hospital durante más de seis meses, Thomas encontró una nueva esperanza al participar en el ensayo clínico del doctor Bouton.
"Hubo un tiempo en el que no sabía si iba a vivir, o si quería, francamente. Y ahora, puedo sentir el toque de alguien sosteniendo mi mano. Es abrumador" ha afirmado el paciente.
Inteligencia Artificial: ¿cómo se realizó el procedimiento?
Este avance se ha dado a conocer cuatro meses después de que se le realiza una compleja cirugía de cerebro de 15 horas, que se llevó a cabo el 9 de marzo. Los investigadores y médicos pasaron meses mapeando el cerebro de Thomas usando resonancias magnéticas funcionales para ayudar a identificar las áreas responsables del movimiento del brazo y por la sensación del tacto en su mano.
Armados con esa información, los cirujanos realizaron la operación, durante la cual el participante del estudio estaba despierto y les brindaba retroalimentación en tiempo real a los cirujanos. Mientras exploraban partes de la superficie de su cerebro, Thomas les decía qué sensaciones sentía en sus manos.
"Debido a que teníamos las imágenes de Keith y nos hablaba durante partes de su cirugía, sabíamos exactamente dónde colocar los implantes cerebrales. Insertamos dos chips en el área responsable del movimiento y tres más en la parte del cerebro responsable del tacto y la sensación en los dedos", ha señalado Ashesh Mehta, profesor del Instituto de Medicina Bioelectrónica de los Institutos Feinstein.
De vuelta en el laboratorio, a través de dos puertos que sobresalen de la cabeza del paciente, se conecta a una computadora que usa IA para leer, interpretar y traducir sus pensamientos en acción, lo que se conoce como terapia impulsada por el pensamiento y la base del enfoque de derivación neuronal doble.
Cuando Thomas piensa en apretar su mano, envía señales eléctricas desde su implante cerebral a un ordenador, que envía señales a los parches de electrodos altamente flexibles y no invasivos que se colocan sobre la columna vertebral y los músculos de la mano ubicados en el antebrazo para estimular y promover la función y la recuperación. Pequeños sensores en la punta de los dedos y la palma de la mano envían información táctil y de presión de vuelta al área sensorial de su cerebro para restaurar la sensación.
Este puente electrónico de dos brazos forma el novedoso bypass neural doble destinado a restaurar tanto el movimiento como el sentido del tacto. En el laboratorio, Thomas ha podido mover los brazos a voluntad y sentir el tacto de su hermana mientras sostiene su mano para apoyarlo. Es la primera vez que siente algo en los tres años transcurridos desde su accidente.
Los investigadores señalan que Thomas ya está comenzando a ver una recuperación natural de sus lesiones gracias a este nuevo enfoque, que podría revertir parte del daño para siempre. La fuerza de su brazo se ha más que duplicado desde que se inscribió en el estudio y está comenzando a experimentar nuevas sensaciones en el antebrazo y la muñeca, incluso cuando el sistema está apagado.