Un puente cerebro-médula con inteligencia artificial consigue que un parapléjico ‘ande’ y regenere neuronas

Gert-Jan y Michel comparten con la mayoría de personas su gusto por socializar, a poder ser, brindando con sus amigos. “El simple acto de levantar un vaso es algo que la gente hace sin darle importancia”. Pero para ellos lo es. Los dos son parapléjicos, tras haber tenido sendos accidentes. Y los dos han conseguido levantarse y brindar de nuevo con sus colegas. Y gracias a implantes en la espina dorsal, un puente cerebro-médula e inteligencia artificial (IA) entrenada para cada parapléjico.

En 2022 conocimos a Michel, que pudo volver a levantarse tras cuatro años en una silla de ruedas, por un accidente de moto. Unos electrodos controlados remotamente y una inteligencia artificial le permiten cierto margen de movilidad, aunque algo ‘robótica’. El caso de Gert-Jan acaba de publicarse en Nature y marca un nuevo hito. “La semana pasada, nadie podía ayudarme, y pude alzarme con el andador [electrónico] y pintar [una pared]”, ejemplifica el paciente en un encuentro con medios.

El paciente quedó parapléjico tras prácticamente romperse el cuello en un accidente ciclista en China. A su vuelta, su médico le habló de que un colega de Lausana quería probar un puente cerebro-médula digital. Un dispositivo experimental para reconstruir el cableado nervioso entre las neuronas del cerebro y las piernas y manos y hasta regenerar una parte. El doctor Grégoire Courtine (Escuela Politécnica Federal de Lausana, EPFL, en Suiza) trabajaba entrenando a inteligencias artificiales personalizadas para que parapléjicos vuelvan a andar.

Hoy, Gert-Jan no sólo pinta paredes y brinda en pie con sus amigos. “Controlo mis movimientos con mi mente, ando 100 o 200 metros, depende del día”. Pero Lo verdaderamente “interesante de su caso” es que, un día probaron a desconectar el dispositivo implantado y ver si podía levantarse. Cogió sus muletas y dio unos pasos. “El paciente –dice el doctor Courtine–, de algún modo, ha conseguido restablecer parte de las conexiones neuronales”, gracias a la estimulación.

Otra de las novedades respecto al caso de Michel es que el movimiento “resulta más natural”. Michel pulsaba una serie de botones en su andador electrónico o tableta para lanzar las órdenes que emitiría su cerebro para mover las piernas, paso a paso. Una pierna tras otra, lo que se parece a “caminar como un robot”. En el caso de Gert-Jan, el puente cerebro-médula permite que sus piernas “capturen un pensamiento” y así, el movimiento, tras entrenarse él y la IA asociada, es más natural.

“Con esta estimulación de la médula controlada por el cerebro –continúa Courtain–, tenemos un modelo dado, que puede controlar la flexión de la cadera, la extensión o la flexión del tobillo en ambos lados, lo que no era posible anteriormente”.

Un puente cerebro-médula que no vale para cualquier parapléjico

En las personas parapléjicas, una lesión de la médula espinal interrumpe la comunicación entre el cerebro y la región nerviosa de la columna que controla la marcha. Algunos enfoques anteriores para restaurar el movimiento involucran regiones estimuladas eléctricamente de la médula, como en el caso de Michel. Sin embargo, esto requería el uso de sensores de movimiento y los pacientes mostraban una capacidad limitada para adaptar los movimientos de las piernas a terrenos y demandas cambiantes. El puente cerebro-médula podría mejorar el control sobre el tiempo y la amplitud de la actividad muscular. 

Y aunque es un éxito que Gert-Jan pueda hasta estar de pie, sin apoyo manual durante casi 3 minutos seguidos, todo esto está aún en una fase experimental. Este estudio de seguimiento se abrió a un grupo muy restringido de pacientes. Menos de diez podrían ver resultados en sus estudios de interfaces cerebro-médula en parapléjicos.

Hasta la fecha, cuatro pacientes se han beneficiado de implantes similares pero sólo a nivel experimental.

La presentación del caso de Gert-Jan, hecha con todo despliegue de detalles por parte de una empresa spin off de la Universidad, aún está lejos de ser una realidad comercializable para todo el mundo. Courtine está detrás de esta startup de ingeniería biomédica. El francés, de 44 años, apasionado de la escalada y los deportes extremos, confía en que su empresa consiga, como mínimo, que tras un accidente practicando uno de esos deportes –por ejemplo– no se asuma directamente la condena a la silla de ruedas de por vida.

Él tiene la tecnología, pero para aterrizarla a nivel clínico son necesarias personas especializadas en neurocirugías relativamente complejas y entrenadores físicos e ingenieros técnicos y ligados a la inteligencia artificial. Tras estas historias de éxito de está la neurocirujana del Hospital de la Universidad de Lausana Jocelyne Bloch.

“Cuando todo queda instalado –explica la médica–, el paciente tiene que aprender a manejar sus señales cerebrales y nosotros, a correlacionar esas señales con la estimulación de la médula”, explica. “Todo esto es bastante rápido, en apenas unas pocas sesiones todo se conecta y el paciente empieza a entrenar”.

Tras recibir estos implantes, al paciente se le pide imaginarse moviendo sus piernas; al hacerlo, su cerebro emite señales que, mediante algoritmos, se convierten en datos binarios con los electrodos y dispositivo insertado en el cerebro. Así se va entrenando la IA. Esto, a su vez, se torna en instrucciones de movimiento para el implante medular.

Michel, el joven parapléjico que conocimos en 2022, podría ser el siguiente en someterse a este puente cerebro-médula… “si lo convencemos de que Jocelyne le haga un agujero en el cráneo, con la bonita melena que él tiene”, bromea Courtain.