Una silla de ruedas controlada con la mente libera a las personas con parálisis

VIERNES, 18 de noviembre de 2022 (HealthDay News) -- Una persona con una parálisis grave ya no tiene que someterse a una cirugía para intentar guiar una silla de ruedas motorizada con la mente, informan unos investigadores.

A través de un gorro lleno de electrodos que usaron en la cabeza, varias personas con cuadriplejia (sin función en ninguna de las cuatro extremidades) pudieron producir unas ondas cerebrales que guiaron a su silla de ruedas a través de una especie de "carrera de obstáculos" en el hospital.

El gorro captura las señales cerebrales de una persona, que se traducen en movimientos de la silla de ruedas mediante un programa de computadora, explicó el investigador sénior, José del R. Millán, profesor de neurología y catedrático de ingeniería informática de la Universidad de Texas, en Austin.

El paciente solo tiene que pensar en mover las partes del cuerpo que ya no controla: un brazo o una mano, una pierna o un pie.

"Esta intención se traduce en comandos reales para los motores de la silla de ruedas, que harán que las ruedas se muevan a distintas velocidades de forma que una sea más rápida que la otra, y así la otra doble en la dirección opuesta", apuntó Milán. "Entonces, si la rueda derecha es más rápida que la izquierda, automáticamente gira hacia la izquierda, y viceversa".

De esta forma, dos de los tres cuadripléjicos al final aprendieron a guiar su silla de ruedas alrededor de una desordenada habitación de hospital, y a doblar para evitar los objetos usando solo sus pensamientos, según la nueva investigación, que se publicó en la edición del 18 de noviembre de la revista iScience. Los autores proveyeron un video corto de un usuario que guiaba la silla de rueda a través de habitaciones:

Hace una década y media que hay iniciativas para crear una silla de ruedas controlada por el pensamiento, anotó el Dr. Anthony Ritaccio, profesor de neurología de la Clínica Mayo en Jacksonville, Florida.

Pero, hasta ahora, las personas tenían que someterse a una cirugía del cerebro para intentar conducir una silla de ruedas con la mente, usando unos cables implantados en las regiones motoras del cerebro.

"Es probable que este sea el primer estudio pequeño que alcanza tanto éxito sin tener que entrar en el cerebro", señaló Abbey Sawyer, investigadora postdoctoral del Centro de Investigación sobre las Habilidades de la Escuela de Medicina Icahn de Mount Sinai, en la ciudad de Nueva York. "Hay métodos mucho más invasivos que están llegando a las etapas de seguridad y factibilidad de los ensayos con humanos, pero este es uno de los primeros, y probablemente uno de los más exitosos, sobre un método no invasivo".

Ritaccio afirmó que la iniciativa es significativa.

"Es un paso importante, porque si puede encontrarse una forma de hacerlo que no implique la ecuación entre beneficio y riesgo de un procedimiento neuroquirúrgico y la introducción permanente de electrodos en el cerebro, ¿por qué no la adoptaría?", planteó.

El estudio también demuestra que tanto la computadora que interpreta las señales del cerebro como las señales que la persona emite pueden adaptarse y funcionar mejor en combinación con el tiempo, apuntó Millán.

"El principal punto del trabajo es que si entrenamos a las personas durante suficiente tiempo, pueden alcanzar cierto nivel de control sobre un dispositivo sofisticado, como estas sillas de rueda controladas con la mente", dijo Millán.

Los tres pacientes se sometieron a sesiones de entrenamiento tres veces por semana a lo largo de dos a cinco meses, y usaban el gorro con EEG.

Pensar sobre mover las dos manos guiaba a la silla de ruedas hacia la izquierda, mientras que pensar en mover los dos pies la giraba a la derecha.

El método no invasivo es "más difícil debido a que la mayor parte de la rica señal y el detalle que los algoritmos pueden detectar y usar con facilidad son filtrados por el cráneo, y no salen a la superficie", apuntó Ritaccio.

En la primera sesión de entrenamiento, los tres voluntarios guiaron sus sillas de forma precisa alrededor de un 43 a un 55 por ciento del tiempo.

Pero a lo largo del entrenamiento, un participante logró conducir su silla de ruedas con una precisión del 95 por ciento, y otro con una precisión del 98 por ciento.

Esto se debió a mejoras en la capacidad de la computadora de discernir los patrones de actividad cerebral codificados para "ir a la izquierda" o "ir a la derecha".

Pero también pareció que los participantes mismos estaban implicados en esta mejora, al aprender a producir mejor los pensamientos exactos que guían a la silla de ruedas, observó Millán.

Las lecturas de EEG mostraron cambios claros en los patrones de ondas cerebrales a medida que guiaban mejor.

"En esencia, esto sucede en cualquier dominio de nuestras vidas, siempre que deseamos aprender una nueva habilidad", aseguró Millán. "Debemos practicar, y hay personas que aprenden más rápido porque este tipo de habilidad se les da más fácil".

El tercer participante no tuvo cambios significativos en los patrones de actividad cerebral a lo largo del entrenamiento, y su precisión solo aumentó ligeramente.

Al final, los otros dos podían guiar sus sillas de rueda de forma exitosa a través de una habitación de hospital llena de obstáculos. El tercero no pudo.

Esto sugiere que modificar el programa de computadora probablemente no será suficiente para maniobrar con éxito la silla de ruedas controlada con la mente, apuntó Millán. Los pacientes mismos también tendrán que implicarse para encontrar la manera de conducirla.

Ahora, el equipo planifica averiguar por qué el tercer participante no pudo dominar la silla de ruedas, al comparar las señales cerebrales de los tres para ver las diferencias.

Aunque varios equipos están trabajando en este tipo de tecnología, pasará un tiempo antes de que este tipo de silla de ruedas controlada con la mente esté disponible en el mercado, aclararon Ritaccio y Sawyer.

"Sin duda todavía está en su infancia, en términos de dónde estamos con estos estudios", comentó Sawyer. "Falta mucho que aprender en este ámbito".

Por ejemplo, las ondas cerebrales emitidas por los pacientes con una lesión de la médula espinal quizá sean distintas que las de personas paralizadas por un accidente cerebrovascular, la ELA o una esclerosis múltiple, anotó. Los investigadores todavía deben aclarar estas diferencias y adaptar el programa de computadora a ellas.

"Esto prepara el camino, pero pienso que nos falta mucho antes de poder desplegarlo de una forma de verdad efectiva en nuestro ambiente", apuntó Sawyer.

Ritaccio añadió que fijar los electrodos en la cabeza sigue siendo un desafío técnico, incluso cuando se han colocado en un gorro.

"No hay una forma pragmática y adaptativa de que las personas lo hagan ellas mismas, y el entrenamiento es bastante intensivo, así que no creo que esto esté del todo listo para el protagonismo", lamentó. "Todavía se está trabajando en hacerlo fácil y aplicable, porque de otra forma, ¿Por qué tardaría décadas? Ya estaría en el mercado".

También está el tema de si hay una necesidad amplia de este tipo de sillas de ruedas, agregó Ritaccio.

La mayoría de las personas con parálisis no están atrapadas del todo en su cuerpo, y pueden lograr ciertos movimientos residuales que se pueden convertir en órdenes para dispositivos adaptados.

"Aunque solo tenga un poco de movimiento residual en un dígito, puede guiar una silla de ruedas con una palanca mejor que cualquier [interfaz entre cerebro y computadora] que se haya inventado hasta la fecha", comentó Ritaccio, y anotó que hasta Stephen Hawking podía guiar su silla de rueda, por no mencionar escribir artículos sobre la física de los agujeros negros, moviendo un dígito.

Más información

La Clínica Cleveland ofrece más información sobre la parálisis.

Artículo por HealthDay, traducido por HolaDoctor.com

FUENTES: José del R. Millán, PhD, professor, neurology and chairman, electrical and computer engineering, University of Texas at Austin; Abbey Sawyer, PhD, postdoctoral researcher, Abilities Research Center, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, New York City; Anthony Ritaccio, MD, professor, neurology, Mayo Clinic, Jacksonville, Fl.; iScience, Nov. 18, 2022