Varios electrodos estimulan directamente las neuronas encargadas de sentir los dedos.
Una noche de lluvia del invierno de 2004 Nathan Copeland se rompió el cuello en un accidente de tráfico. Tenía entonces 18 años y estudiaba nanofabricación en su primer año en la universidad. Tuvo que dejarlo al quedar tetrapléjico e insensible del pecho para abajo y muy poca movilidad en los brazos. Ahora, 12 años después, Copeland ha vuelto a sentir que alguien le tocaba la mano gracias a un implante colocado dentro de su cabeza.
“Puedo sentir casi cada uno de mis dedos. Es una sensación extraña”, declaraba Copeland un mes después de que le implantaran dos minúsculas placas con 32 electrodos cada una en el córtex somatosensorial primario o S1, el área del cerebro encargada del sentido del tacto. “Algunas veces siento como una corriente y otra presión, pero en la mayoría puedo identificar con precisión qué dedo es. Siento cómo tocan y presionan mis dedos”, recuerda el joven en una nota distribuida por la Universidad de Pittsburgh (EE UU), a la que pertenecen los responsables de este experimento.
Los investigadores usaron una técnica conocida como microestimulación intracortical (ICMS, por sus siglas en inglés) con la que se activan neuronas de un área específica del cerebro con señales eléctricas por medio de chip o electrodos colocados directamente sobre el cerebro. Esta metodología difiere de otros experimentos en los que se usan cascos externos que captan las ondas cerebrales desde fuera. Con ICMS, otro grupo de científicos ya logró que otro tetrapléjico pudiera mover sus dedos y toca la guitarra. Esta vez buscaban recuperar sensaciones antes que movimientos.
“El tacto es extremadamente importante para controlar el movimiento”, escribe en un correo el doctor Robert Gaunt, profesor de la universidad estadounidense y coautor del trabajo, publicado en Science Translational Medicine. “Imagine intentar sostener algo o darle la mano a alguien, si no sientes nada. Para recuperar realmente el control normal de la mano o que una prótesis pueda agarrar y manipular objetos, tenemos que restaurar la capacidad de sentir”, añade.
En el caso de Copeland, una vez identificada la zona de su cerebro que controla el tacto de los dedos de su mano derecha, se le colocaron los electrodos y fueron probando por medio de descargas de distinta amplitud e intensidad qué neuronas específicas activaban. En un proceso inverso, los electrodos fueron conectados a un interfaz cerebro-máquina y este a un brazo robótico. Cuando Gaunt o alguno de sus colegas tocaba los dedos de titanio, Copeland sentía que estaban tocando su dedo índice, el pulgar o todo el dorso de la mano.
El joven, que estaba vendado durante los ensayos, también pudo sentir la intensidad de muchos de esos toques, aunque a veces también sentía hormigueos u otras sensaciones no naturales. Tampoco podía sentir si el contacto era cálido o frío. La temperatura, como la intensidad de la presión, es una de las distintas cualidades del sentido llamado tacto, pero que los científicos prefieren englobarlo en algo más amplio como es el sistema somatosensorial.
“Todas las cualidades de una misma sensación física se procesan en el mismo lugar del cerebro”, recuerda el neurocientífico de la universidad sueca de Chalmers, Max Ortiz Catalán. Este investigador mexicano lleva años trabajando en el campo de la neurorrehabilitación y hace dos años logró implantar un brazo biónico a un amputado. Su enfoque es diferente pero complementario al del equipo de Gaunt. “Nosotros conectamos la máquina a los nervios periféricos que iban al miembro amputado, ellos demuestran que también es posible estimular directamente la corteza sensorial”, comenta.
Pero colocar electrodos dentro del cerebro es una técnica muy invasiva “Habrá qué ver que pasa con ellos con el paso de los años y su impacto en las neuronas antes de que esta técnica se extienda”, recuerda Ortiz Catalán. La objeción es aceptada por Gaunt, que reconoce además que tendrán que hacer más ensayos y con más personas, miniaturizar aún más el implante y desconectarlo de la máquina completamente, pero dice: “soy optimista con esta tecnología”.