Restaurar el sentido del tacto ya no es sólo una curiosidad de laboratorio. Se está convirtiendo en una realidad para las personas que viven con lesiones de la médula espinal y finalmente están llegando los datos a largo plazo.
Investigadores de la Universidad de Pittsburgh y la Universidad de Chicago han publicado la investigación más larga hasta el momento sobre cómo el cerebro humano maneja la estimulación eléctrica para la restauración sensorial. Los hallazgos son sólidos. Demuestran que la microestimulación intracortical puede emitir señales táctiles artificiales de forma segura durante años, no sólo días o semanas.
Esto no es sólo ruido académico. Esta es una prueba de que estos sistemas pueden salir del laboratorio y entrar en los hogares de las personas.
Los datos detrás del pulso
El estudio, publicado en Science Translational Medicine, siguió a cinco voluntarios con lesiones de la médula espinal. Estos individuos tenían implantes de interfaz cerebro-computadora (BCI). Algunos de estos dispositivos llevaban años en sus cerebros.
¿El tiempo total combinado? 27 años.
Durante ese lapso, los sistemas entregaron aproximadamente 168 millones de pulsos eléctricos. Ciento sesenta y ocho millones. ¿Y todavía? No se produjeron eventos adversos graves.
“Para que las interfaces cerebro-computadora tengan un impacto real, deben seguir funcionando de forma segura durante años. Esto demuestra que la microestimulación puede hacer exactamente eso”. —Robert Gaunt
Robert Gaunt, autor principal y profesor asociado de los Laboratorios de Ingeniería Neural de Rehabilitación de Pitt, lo expresa claramente. Este campo necesita ir más allá de los experimentos a corto plazo. Esta investigación plantea una bandera de utilidad clínica. Demuestra que la tecnología es lo suficientemente estable para el mundo real.
Cómo funciona el tacto artificial
Para entender por qué esto es importante, hay que entender cómo nos sentimos habitualmente. Dependemos del tacto para juzgar la presión. Textura. Fuerza de agarre. Sin él, utilizar una mano robótica es un juego visual. Tienes que mirarte los dedos para saber si estás aplastando un huevo o sosteniendo un vaso. Es agotador.
Las BCI funcionan en dos direcciones. Leen la actividad neuronal para controlar dispositivos. Pero también pueden enviar señales al cerebro.
En estos experimentos, pequeños pulsos eléctricos llegan a la corteza somatosensorial. Esta es la región del cerebro que procesa las sensaciones corporales. Al estimular esta área, los investigadores pueden engañar al cerebro para que sienta el tacto. Es retroalimentación. Y la retroalimentación es lo que hace que una neuroprótesis sea realmente útil.
La colaboración entre Pitt y la Universidad de Chicago ha estado trabajando en este problema durante más de una década. Comenzaron a implantar electrodos en la corteza motora en 2012 para controlar el brazo. ¿Para 2015? Estaban agregando estimulación sensorial. Chicago implantó a su primer participante electrodos tanto motores como sensoriales en 2020.
Este nuevo estudio abordó las preguntas que los ensayos a corto plazo no pueden responder:
- ¿La estimulación repetida causa daño con el tiempo?
- ¿Las sensaciones artificiales se dirigen a partes equivocadas del cuerpo?
- ¿Las sensaciones se debilitan o cambian de calidad?
Los resultados fueron estables
La respuesta a todas esas preguntas fue esencialmente no.
Los pulsos dirigidos al área del cerebro de la mano produjeron constantemente sensaciones en la mano. Incluso después de años, las sensaciones no se desviaron a regiones no relacionadas. La precisión se mantuvo.
¿Qué pasa con los efectos persistentes? Cuando cesa la estimulación, ¿permanece la sensación?
Rara vez lo hace. Las sensaciones persistentes ocurrieron sólo aproximadamente una vez cada 23.000 pruebas de estimulación. Por contexto, eso es increíblemente raro. La mayoría de las señales desaparecieron dentro de los 10 segundos posteriores a la parada del pulso. No hubo dolor. No se requieren intervenciones médicas. El sistema era silencioso, predecible y seguro.
El problema: los electrodos no duran para siempre
Si todo es perfecto, ¿por qué parar?
La principal limitación no es la seguridad. Es hardware.
El rendimiento del electrodo disminuyó con el tiempo. En promedio, el 64% de los electrodos permanecieron funcionales entre los participantes. Eso suena bien hasta que miras más de cerca. En un sujeto, el 60% seguía en el programa después de 10 años. Pero la tasa de disminución se aceleró más adelante en el estudio.
Entonces el cerebro tolera la señal. El cuerpo está bien. El electrodo simplemente se cansa.
Este es el próximo obstáculo de la ingeniería. Charles Greenspon, autor principal y profesor asistente de la Universidad de Chicago, señala que esta estabilidad permite a la industria comenzar a crear soluciones para llevar a casa. La ciencia funciona. El hardware sólo necesita mantenerse al día.
Más allá del tacto
No se trata sólo de sentir las yemas de los dedos.
Se están explorando estrategias de microestimulación similares para la visión y la audición. Si las mismas regiones del cerebro pueden ser seleccionadas de manera segura para el tacto, probablemente también puedan serlo para la vista y el oído. La estrategia básica es prometedora para restaurar múltiples sentidos perdidos.
La tecnología no es mágica. Es ingeniería. Y después de 168 millones de pulsos, ahora sabemos que es seguro.
Los electrodos podrían degradarse. La ciencia sigue siendo sólida. Estamos pasando del “¿podemos hacer esto?” a “¿cómo hacemos para que dure?”
