En 2017, el italiano Michel Roccati sufrió un accidente en su moto y en seguida supo que algo estaba mal, pues le resultó imposible mover las piernas. Tenía una lesión en las vértebras, la cual destruyó los nervios que se comunican con el cerebro, lo que impedía que pudiera moverse y sentir sus extremidades inferiores. Tendría que vivir en silla de ruedas.
Pero en agosto de 2021 Roccati volvió a dar sus primeros pasos. Esto fue gracias a un implante que recibió en el hospital de la Universidad de Lausana y que se dio a conocer en una publicación de la revista Nature a comienzos de esta semana.
El implante fue colocado en su columna vertebral, en una cirugía que ha sido considerada como un avance para que las personas parapléjicas vuelvan a caminar. “Es un paso monumental en la dirección correcta”, dijo RonaldoIchiyama, experto en este tipo de lesiones de la Universidad de Leeds, en Gran Bretaña, quien no participó en el trabajo. “Sin embargo, necesitamos que más gente reporte hallazgos similares antes de cantar victoria”.
En el estudio, los científicos solo informaron los casos de tres hombres que habían quedado parapléjicos hacía más de un año y tenían parálisis completa de la cintura para abajo. Los tres hoy pueden caminar con ayuda de un caminador o con muletas gracias a este implante que estimula los nervios de la columna y las piernas. “No solo recuperaron el movimiento de las piernas, sino el del tronco, y eso les da más estabilidad para su postura y para mejorar su calidad de vida”, afirmó Sergio Hernández Charpak, físico e ingeniero de sistemas y computación de la Universidad de los Andes y coautor del trabajo.
La cirugía fue realizada por Jocelyne Bloch, y consistió en colocar el implante debajo de la vértebra. El mismo Roccati vio sus piernas moverse por primera vez en una escena que él describe como emocionante. Después de tres meses de entrenamiento, ya anda con la ayuda de un caminador. El implante usa 16 electrodos para estimular estos nervios, pero en el futuro los investigadores planean pasar a 32 o 64 para poder tener más control de los movimientos.
El implante fue desarrollado por científicos del Swiss Federal Institute of Technology y del Lausanne University Hospital, y funciona al estimular la región de la columna vertebral que activa los grupos de músculos en el tronco y las piernas. Para esto, el equipo necesitó al menos 6 centímetros de columna sana debajo de la lesión, de modo que el implante pudiera estimular ciertos nervios. Luego usaron inteligencia artificial para descubrir la secuencia de neuronas que se necesita cuando un individuo quiere llevar a cabo actividades como caminar, montar en bicicleta o nadar.
Según Grégoire Courtine, quien codirigió la investigación con Bloch, la tercera persona en este estudio, y quien tuvo la lesión más grave de la médula espinal, aún no percibe sensaciones, mientras que Roccati está viendo pequeñas mejoras en la función, incluso cuando la estimulación está apagada. Esto muestra que sus nervios espinales no se cortaron por completo, aunque fue clasificado con parálisis completa de las piernas. “Él puede inducir movimientos, pero en realidad no mueve su pierna voluntariamente. Depende de la estimulación activada para tener esta recuperación”, describió Courtine.
El trabajo es también un avance en el software informático que controla los electrodos para lograr diferentes patrones de movimiento. Los electrodos se prueban durante la cirugía. “A veces tienes un electrodo que no está exactamente en la ubicación perfecta, así que tenemos que ajustar el electrodo y ajustar el tiempo”, dijo Bloch a New Scientist. El implante está conectado de forma inalámbrica a un dispositivo llamado neuroestimulador, que se coloca en el abdomen.
El paciente, desde una tableta, puede escoger el tipo de movimiento que desea. Así, estimula las neuronas en una secuencia específica, de modo que los músculos se mueven en el orden correcto. El neuroestimulador se sustituye cada nueve años, pero los electrodos duran toda la vida.
En ese trabajo de programación y desarrollo del algoritmo participó el francocolombiano Hernández, de 31 años, quien estudió una Maestría en Ciencias e Ingeniería Computacional en la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), que completó en 2020. En NeuroRestore, el equipo, con los profesores Courtine y Bloch, está trabajando desde 2019, y empezó el doctorado bajo su dirección en 2020, en la escuela doctoral de ingeniería eléctrica, que espera completar en un par de años.
Explicó que, cuando existen este tipo de lesiones, la comunicación con el cerebro está interrumpida, y todo lo que hay debajo de la lesión queda sin movimiento y sin sensación. “Nosotros lo que hacemos es colocar el implante sobre la zona lumbar, la parte baja de la médula espinal, y mandamos impulsos eléctricos de 40 a 100 por segundo; activamos las neuronas que controlan los músculos de las piernas de manera secuencial para obtener un movimiento de caminado”.
Hernández contó que hay un impacto inmediato al poner el implante, pero luego los pacientes deben hacer por lo menos seis meses de rehabilitación intensa debido a que tantos años de inactividad generan un desgaste enorme en los músculos: “El progreso es gigante y pueden llegar a hacer actividades como caminar, nadar y montar en bicicleta, que los pacientes eligen a través de una tableta”.
Roccati ahora usa el dispositivo implantado de una a dos horas al día, incluso para salir a caminar solo. También puede estar de pie durante dos horas, montar en bicicleta o nadar. Caminar o estar de pie le da independencia para tomar una ducha e ir donde quiera. “Vivía con mis padres, y ahora tengo un apartamento y puedo hacer todo solo sin problema”, dijo.
En el pasado ya se han producido avances de este tipo con tecnología similar, pero en pacientes con parálisis parcial. El profesor Courtine lleva 15 años en esto y en 2018 su grupo publicó un artículo para mostrar los implantes en pacientes con lesiones incompletas. Por eso, este es un avance grande. “Es una prueba de concepto por decirlo así. Llevan nueve implantes, seis con lesión incompleta y tres con completa, y el siguiente paso será probarlo en una población más grande de 50 o 100 participantes de varios centros, y luego, en un futuro, poder ofrecer este proceso como terapia para el gran público”, afirmó.
Aunque esta no es una cura, el futuro luce prometedor. “Atacamos un problema a la vez, recuperando una función hasta ir logrando devolverles más autonomía y movilidad. La cura probablemente será con una mezcla de varias tecnologías, con células madres para que los nervios de la lesión vuelvan a regenerarse. Espero poder presenciar eso en algún momento”, concluyó.