Según muestran los resultados de un estudio realizado por primera vez en humanos,¹ una novedosa interfaz endovascular cerebro-computadora es segura y efectiva, lo que permite a los pacientes paralizados usar sus pensamientos para realizar tareas diarias, Se trata de algo que podría cambiar la vida de los pacientes con esclerosis lateral amiotrófica, pues el dispositivo mínimamente invasivo permite a los pacientes realizar importantes actividades de la vida diaria.
Los pacientes pueden usar el dispositivo para realizar tareas como enviar correos electrónicos, enviar mensajes de texto a sus seres queridos y cuidadores, navegar por la web y manejar finanzas personales como la banca en línea, afirmaron los investigadores de la Carnegie Mellon University, en Pittsburgh, Estados Unidos.² La tecnología permitió a un paciente escribir un libro (que se publicará a finales de este año) y a otro paciente mantener la comunicación a pesar de perder la capacidad de hablar.
Además de brindar a los pacientes capacidades comunicativas que no eran posibles como resultado de su enfermedad, el principal objetivo de la investigación fue permitir que los pacientes en un futuro se involucren de manera más independiente en su atención, al permitir una comunicación efectiva y más rápida directamente con su cuidador y médico, indicó el Dr. Bruce Campbell, Ph. D., profesor de neurología de Royal Melbourne Hospital, de la University of Melbourne, en Melbourne, Australia, investigador principal.
Los hallazgos se presentarán en el Congreso de la American Academy of Neurology (AAN) 2022 del 2 al 7 de abril y de manera virtual del 24 al 26 de abril.
La esclerosis lateral amiotrófica, también conocida como enfermedad de Lou Gehrig, es una enfermedad neurodegenerativa progresiva que afecta a las células nerviosas del cerebro y la médula espinal. Los pacientes con esclerosis lateral amiotrófica finalmente pierden la capacidad de controlar el movimiento muscular, lo que a menudo conduce a una parálisis total. Extender el período en el que los pacientes pueden comunicarse con sus seres queridos y cuidadores podría proporcionar un beneficio muy significativo para los pacientes con esclerosis lateral amiotrófica, señalaron los investigadores.
Las interfaces cerebro-computadora miden y traducen las señales cerebrales, y algunos funcionan como neuroprótesis motoras. Estos dispositivos proporcionan una comunicación directa entre el cerebro y un dispositivo externo al registrar y decodificar las señales de la circunvolución precentral que se producen como resultado de la intención del movimiento.
Hasta ahora, las neuroprótesis motoras requerían cirugía para extirpar una parte del cráneo y colocar electrodos en el cerebro. Sin embargo, la nueva neuroprótesis motora mínimamente invasiva llega al cerebro por un acceso vascular, prescindiendo de la craneotomía.
El dispositivo interfaz cerebro-computadora utilizado en el estudio es único en el sentido de que no requiere una cirugía abierta invasiva para implantarlo. Es una interfaz cerebro-computadora endovascular.
Usando un catéter, los cirujanos introducen la interfaz cerebro-computadora a través de una de las dos venas yugulares del cuello. Colocan una matriz de 16 sensores o electrodos en un andamio similar a un stent que se despliega contra las paredes del seno sagital superior.
Los electrodos o elementos sensores son diminutos y el cuerpo del stent, que sirve como andamio para sostener los electrodos, se asemeja a un stent endovascular estándar. Es muy pequeño en el momento de introducirlo porque se mantiene dentro del cuerpo del catéter, pero luego, cuando se despliega, se expande para hacer contacto con la pared de la vena.
El dispositivo transmite señales cerebrales desde la corteza motora a una unidad electrónica, ubicada en un bolsillo subcutáneo, que decodifica las señales de movimiento. El decodificador de aprendizaje automático está programado de la siguiente manera: cuando un entrenador les pide a los participantes que intenten ciertos movimientos, como dar golpecitos con el pie o extender la rodilla, el decodificador analiza las señales de las células nerviosas de esos intentos de movimiento. El decodificador es capaz de traducir señales de movimiento en navegación por computadora.
El estudio incluyó a cuatro pacientes con esclerosis lateral amiotrófica que quedaron paralizados a causa de la enfermedad y fueron capacitados para usar el dispositivo.
Uno de los puntos clave de seguridad eran los eventos adversos graves relacionados con el dispositivo que provocaran la muerte o una mayor discapacidad durante el período de evaluación posterior al implante. Los resultados mostraron que los cuatro participantes completaron con éxito el seguimiento de 12 meses sin eventos adversos graves.
Los investigadores también evaluaron la permeabilidad del vaso sanguíneo objetivo y la incidencia de migración del dispositivo a los 3 y 12 meses. Las imágenes posoperatorias mostraron que, en todos los participantes, el vaso sanguíneo que sostenía el dispositivo implantado permaneció abierto y en su lugar.
Al abordar el potencial de coágulos de sangre, no se han presentado signos de coágulos u oclusión vascular. El dispositivo en sí se integra bien en las paredes del vaso sanguíneo con el tiempo. Dentro del período agudo después del implante, hay momentos en los que el dispositivo está expuesto al torrente sanguíneo, pero una vez que se encapsula y se integra completamente en la pared del vaso sanguíneo, los riesgos de trombosis disminuyen, indicaron los investigadores.
Los investigadores también registraron la fidelidad y la estabilidad de la señal durante 12 meses y el uso del interfaz cerebro-computadora para realizar tareas rutinarias. Todos los participantes aprendieron a utilizar la neuroprótesis motora con seguimiento ocular para uso de la computadora. La tecnología de seguimiento ocular ayuda a una computadora a determinar qué está mirando una persona.
Usando el sistema, los pacientes pudieron completar tareas sin ayuda. Estas incluían mensajes de texto y administración de finanzas. Dado que el dispositivo está completamente implantado y es fácil de usar para los pacientes, pueden usar la tecnología de forma independiente y en su propia casa.
Aunque el estudio comenzó con pacientes con esclerosis lateral amiotrófica, los que están paralizados por otras causas, como una lesión en la médula espinal superior o un ictus del tronco encefálico, también podrían beneficiarse de esta tecnología.
Además, la tecnología podría expandirse para ampliar las capacidades de comunicación cerebral para potencialmente incluir extremidades robóticas. Incluso existe la posibilidad de utilizar esta tecnología de interfaz cerebral mínimamente invasiva para administrar terapias como la estimulación cerebral profunda, un campo en crecimiento.
Los investigadores ahora están reclutando pacientes para el primer ensayo de viabilidad del dispositivo en Estados Unidos que será financiado por los National Institutes of Health (NIH). Una limitación de la investigación fue el tamaño pequeño del estudio.
Según los expertos, aunque el dispositivo utilizado en este estudio evita la cirugía craneal, un único acceso vascular podría limitar la capacidad del dispositivo para llegar a otras áreas del cerebro más adecuadas para las prótesis motoras de las extremidades superiores.
Determinar cuánta funcionalidad podría proporcionar un dispositivo de este tipo a las personas con síndrome de enclaustramiento o parálisis será importante para determinar su viabilidad como una eventual herramienta clínica para los pacientes, concluyeron.
Referencias
Weber DJ. Long-Term Safety of a Fully Implanted Endovascular Brain-Computer Interface for Severe Paralysis: Results of SWITCH, a First-in-Human Study. American Academy of Neurology (AAN) 2022. Presentado en abril de 2022. Fuente
AANChannel. 2022 AAN Annual Meeting Top Science Press Conference - American Academy of Neurology. YouTube. Publicado el 1 de abril de 2022. Consultado el 5 de abril de 2022. Fuente