Un implante cerebral permite que un paciente completamente paralizado se comunique

ARRIBA: Una matriz de microelectrodos, diseñada para ser implantada en el cerebro y medir la actividad neuronal del Centro Wyss de Bioingeniería y Neuroingeniería

Un hombre paralizado sin voluntad el control de sus músculos, incluidos sus ojos, ha recuperado la capacidad de comunicarse en oraciones completas a través de un implante cerebral. Después de meses de práctica con un implante cerebral, el hombre pudo componer una oración completa: Amo a mi hijo genial. Los hallazgos se detallan en un artículo de Nature Communications publicado el martes (22 de marzo). 

Hace unos años, el ahora 36- Un hombre de un año fue diagnosticado con esclerosis lateral amiotrófica (ELA), una enfermedad neurodegenerativa progresiva que mata las neuronas motoras. Los pacientes con ELA pierden gradualmente la capacidad de hablar, comer y respirar por sí mismos y, por lo general, mueren dentro de los cinco años posteriores a su diagnóstico. Pero incluso cuando están completamente paralizados, muchos pacientes con ELA aún pueden ver, oír y oler las capacidades en las que confían los investigadores cuando desarrollan nuevos dispositivos de comunicación.  

En 2016, un equipo de investigadores informó que, con la ayuda de un implante cerebral que detectó intentos de mover la mano, una mujer con ELA pudo comunicarse en oraciones completas a través de una computadora. Pero Science señala que la mujer todavía tenía un control parcial de los movimientos de sus ojos y boca, lo que le otorgaba una mayor capacidad para comunicarse que el hombre descrito en el nuevo estudio.  

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Al principio , el hombre pudo usar los movimientos de los ojos para comunicarse con su familia, pero comenzó a perder el control de los músculos de sus ojos en 2017. Los padres del paciente se comunicaron con los médicos de la cercana Universidad de Tbingen en Alemania y solicitaron un nuevo método de comunicación. , según The New York Times. 

En 2017, cuando el paciente aún podía dar su consentimiento mediante movimientos oculares, los investigadores implantaron quirúrgicamente dos microelectrodos de 3,2 milímetros cuadrados se organiza en su corteza motora primaria, la parte del cerebro involucrada en la planificación y ejecución de movimientos voluntarios. A fines de 2018, la ELA del hombre progresó hasta el punto en que quedó completamente bloqueado, es decir, incapaz de mover ningún músculo, incluido su ojo, informa The Guardian.

Después de su implante cerebral , cuando los médicos le pidieron al hombre que moviera las manos, los pies o los brazos, las señales neuronales que siguieron no fueron consistentes, lo que significa que no podían usarse como código para responder preguntas de sí o no. Después de tres meses de intentos fallidos, Niels Birbaumer, un neurocientífico jubilado de la Universidad de Tbingen y coautor del trabajo, sugirió probar la neurorretroalimentación auditiva, una técnica que enseña a los pacientes a manipular su actividad cerebral con retroalimentación en tiempo real sobre si están teniendo éxito. . Los investigadores decidieron presentarle al hombre un tono objetivo: la nota que se le indicó al paciente que escuchara y respondiera con su actividad neuronal. Luego generaron un tono separado basado en la actividad cerebral detectada por los electrodos implantados y aumentaron de tono a medida que se activaban más neuronas, informa Science. Con el tiempo, el hombre aprendió a modular el tono imaginando acciones específicas, con el objetivo de hacer que el segundo tono coincidiera con el primero.

Los investigadores vieron los resultados casi de inmediato, según el Times. informes. El paciente pudo cambiar el tono generado neuronalmente en su primer día al intentar la tarea. Alcanzó con éxito el tono objetivo después de una semana.

Durante el año siguiente, el paciente modificó la habilidad de igualar tonos para generar palabras y oraciones seleccionando letras de un programa de computadora una letra a la vez. Al mantener un tono alto o bajo, el hombre podía indicar sí o no a grupos de letras, luego, letras individuales, según Science. Eventualmente, pudo componer oraciones completas e inteligibles , que incluía sopa goulash y sopa de guisantes dulces, me gustaría escuchar el disco de Tool en voz alta, y su mensaje a su hijo.

Cuando los médicos preguntaron qué imaginaba el paciente para alterar su propio cerebro actividad, respondió: Movimiento ocular, según el Times.

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Ujwal Chaudhary, ingeniero biomédico de la Universidad de Tbingen y del Centro Wyss de Bioingeniería y Neuroingeniería en Ginebra, le dice al Times que él y sus colegas no podían creer que esto sea posible. Ahora es director general de ALS Voice gGmbH, una empresa de neurobiotecnología con sede en Alemania, y ya no trabaja con el paciente.

Los hallazgos vienen con un historial de controversia. Birbaumer fue acusado de mala conducta científica por un trabajo similar hace tres años. El trabajo anterior de los investigadores, que informaba que las personas completamente paralizadas con ELA podían comunicarse con una interfaz cerebro-computadora (BCI), se retiró de PLOS Biology después de que un denunciante en la Universidad de Tbingen afirmó que los hallazgos de los investigadores no eran replicables. Esto provocó una investigación de la Fundación Alemana de Investigación, la institución de financiación de investigación más grande de Alemania, que descubrió que el equipo había mantenido registros incompletos de sus análisis, solo había grabado videos parcialmente de los exámenes de los pacientes y había hecho declaraciones falsas, STAT informes. 

Según el Times, el alemán Research Foundation no tiene conocimiento de la publicación del estudio actual y lo investigará en los próximos meses. En un correo electrónico al Times, un representante de Nature Communications se negó a comentar los detalles de cómo se examinó el estudio, pero expresó confianza en sus resultados. Tenemos políticas rigurosas para salvaguardar la integridad de la investigación que publicamos, incluso para garantizar que la investigación se haya realizado con un alto estándar ético y se informe de manera transparente, escribe el representante.

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Yo diría que es un estudio sólido, Natalie Mrachacz-Kersting, una BCI investigador de la Universidad de Freiburg en Alemania que no participó en el estudio, le dice al Times. Ella dice que tenía conocimiento previo de los documentos retractados.

Antes de este trabajo, los investigadores no sabían si las personas en un estado completamente encerrado también perdían la capacidad de generar comandos para la comunicación, el coautor del estudio Jonas Zimmermann, un neurocientífico sénior del Wyss Center, le dice a The Guardian. La comunicación exitosa se ha demostrado previamente con interfaces cerebro-computadora (BCI) en personas con parálisis. Pero, hasta donde sabemos, el nuestro es el primer estudio en lograr la comunicación de alguien que no tiene movimiento voluntario remanente y, por lo tanto, para quien el BCI es ahora el único medio de comunicación.

Los investigadores del Centro Wyss son continúa trabajando con el paciente pero le dice a Science que su capacidad para comunicarse se ha deteriorado. El paciente en su mayoría responde sí o no a las preguntas y su habilidad para deletrear ha disminuido. Los investigadores dicen que es probable que el tejido cicatricial alrededor del implante sea el culpable, ya que oscurece las señales neuronales. La disminución de la función cognitiva por años de no poder moverse o hablar también puede desempeñar un papel. El equipo de investigación se compromete a mantener el dispositivo mientras el paciente pueda usarlo, informa Science.