Inteligencia artificial - 21 Febrero, 2022

Electroestimulación neuronal: un paso más contra la tiranía de la paraplejia

Un proyecto desarrollado por investigadores suizos permite restaurar las funciones motoras de tronco y piernas en personas con lesiones de médula espinal y favorecer su movilidad

Científicos españoles trabajan en un exoesqueleto híbrido que intenta “activar la musculatura"

Se calcula que anualmente entre 250.000 y 500.000 personas sufren lesiones de médula espinal en el mundo

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Hasta ahora, muchas de las lesiones en la espina dorsal y la paraplejia tenían un único horizonte: la silla de ruedas e interminables sesiones de rehabilitación. Sin embargo, un equipo de investigadores suizos ha desarrollado una técnica que utiliza la electroestimulación epidural para restaurar las funciones motoras de tronco y piernas, y favorecer así la movilidad de personas con lesiones de médula espinal. 

Esta investigación, que se encuentra en fase de ensayo clínico, ha sido ya probada en tres personas parapléjicas que, tras haber sufrido una lesión completa en su espina dorsal en sendos accidentes de motocicleta, consiguieron volver a caminar. ¿Cómo? A través de un implante compuesto por paletas de electrodos que estimulan la zona de la médula que controla los músculos del tronco y las piernas. 

El resultado ha sido espectacular: en un solo día los programas de electroestimulación permitieron a estas tres personas caminar, pararse, andar en bicicleta, nadar y controlar los movimientos del tronco, tal y como recoge la revista Nature Medicine. 

Estimulación neuronal contra lesiones medulares

Hasta el momento, este tipo de terapia basada en estímulos eléctricos se había utilizado para tratar el dolor pero esta investigación abre la puerta a explorar nuevas opciones terapéuticas para recuperar la función motora en personas con lesiones medulares.

Según los investigadores de la Escuela Federal Politécnica de Lausana, en Suiza, los nuevos implantes se colocan bajo las vértebras en contacto con la médula espinal para que, de esta forma, sean capaces de activar las neuronas que regulan la actividad de determinados grupos musculares. 

El resultado es que esta técnica consigue activar la médula como lo haría el cerebro para realizar funciones como permanecer de pie, caminar, o hacer determinados ejercicios. 

La nueva paleta de electrodos diseñada por los investigadores es capaz de llegar a todos los nervios relacionados con los movimientos de las piernas y el tronco. La estructura se combina con un software personalizado con herramientas de inteligencia artificial que permite situar con precisión el conjunto de 16 electrodos en cada paciente y adecuar los programas de estimulación de la actividad a sus características fisionómicas.

Para conseguir estos resultados los investigadores han tenido que situar los electrodos de forma precisa en las raíces nerviosas de la médula y poder así acceder a las neuronas que controlan los músculos. El funcionamiento de este sistema se realiza a través de una Tablet, que es la que envía las órdenes de electroestimulación a un marcapasos situado en el abdomen del paciente, mientras que el dispositivo transmite los estímulos al implante medular para activar los músculos. Cada vez que el paciente presiona el botón del lado derecho de su andador provoca una flexión en la pierna izquierda que se traduce en un desplazamiento y en el posado posterior del pie, unos centímetros más adelante. Al hacerlo con el botón de la izquierda es la pierna derecha la que da un paso.

Tailor, un exoesqueleto híbrido para la rehabilitación de lesiones medulares

Se calcula que cada año entre 250.000 y 500.000 personas sufren lesiones de médula espinal en el mundo, debido, fundamentalmente, a causas prevenibles como accidentes, caídas o actos de violencia, según la OMS. Hasta el momento, este tipo de lesiones solo se ha podido mitigar con el uso de exoesqueletos que contribuyen a activar la movilidad de estos pacientes y les otorga mayores cotas de independencia. 

Una de las últimas investigaciones en esta materia tiene como protagonista al Hospital Nacional de Parapléjicos de Toledo, que ha comenzado a probar una plataforma denominada Tailor para el desarrollo de un exoesqueleto híbrido que mejora la rehabilitación de las personas que sufren lesiones medulares.

El objetivo de esta plataforma es investigar sobre las tecnologías robóticas y el modo en que pueden adaptarse a las necesidades de cada paciente y a los diferentes tipos de patologías. 

Además, otra de las funciones de Tailor es saber cómo combinar estas tecnologías con otras como la activación muscular para favorecer la recuperación.

El elemento diferencial de este proyecto con respecto a otros exoesqueletos es que Tailor contará con un sistema que pretende “activar la musculatura” para conseguir un efecto rehabilitador más potente sobre el paciente. Al realizar esta activación, el exoesqueleto puede ser de menor tamaño.

Un exoesqueleto para activar la musculatura, nuevo proyecto de Parapléjicos.

Por último, otra de las finalidades de Tailor será desarrollar tecnologías de simulación eléctrica funcional o “neuroprótesis” que consigan controlar de forma artificial los músculos que tienen cierta capacidad de generar fuerza o movimiento.