La ELA (esclerosis lateral amiotrófica) es devastadoramente cruel. A medida que las neuronas que controlan el movimiento mueren lentamente, se pierde la capacidad de caminar, hablar y respirar. Tu mente sigue siendo aguda, pero estás completamente encerrado, sin ninguna forma de comunicarte con el mundo exterior.

Eso es lo que experimentó un hombre de 37 años. Diagnosticado a los 30 años, en sólo 4 meses perdió la capacidad de hablar y caminar. En dos años, ya no podía mover los ojos, su único método de comunicación con su mujer y su hijo pequeño. Respirando a través de un ventilador y completamente paralizado, estaba atrapado en su mente.

Decidido a salir de su prisión física, el hombre se inscribió ena highly experimental procedure. Se implantaron quirúrgicamente dos conjuntos de microelectrodos en regiones del cerebro que controlan el movimiento. Poco más de 100 días después de la operación, y tras un extenso entrenamiento, el paciente fue capaz de utilizar su mente para deletrear sus pensamientos en frases completas.

¿Su primera petición? Cambiar la posición de su cuerpo para estar más cómodo. ¿Y la siguiente? «Me gustaría escuchar el álbum de Herramienta [una banda] fuerte», y luego «Ahora una cerveza».

«La gente realmente ha dudado de si esto era incluso factible». dijo La Dra. Mariska Vansteensel del Centro Médico Universitario de Utrecht, que no participó en el estudio, a Ciencia .

If replicated, the system promises to bring back communication to hundreds of thousands of people who are locked inside their minds, be it because of ALS, stroke, cancer, or traumatic brain injuries. For now, the method is still far from being ready for clinical use. Years of training aside, the procedure is highly tailored to each person, with a hefty bill of at least $500,000 over the first two years.

El campo también está envuelto en la controversia, con dos de los autores del estudio envuelto en un escándalo de mala conducta científica por su trabajos anteriores en pacientes encerrados . En cuanto al nuevo trabajo, la Dra. Natalie Mrachacz-Kersting, experta en implantes cerebrales de la Universidad de Friburgo, que no participó en él pero conoce sus antecedentes, dijo: « Yo diría que es un estudio sólido

Al paciente no le importa. «Primero quiero dar las gracias» al Dr. Niels Birbaumer, autor principal del estudio, dijo con la mente. Un año después, «mi mayor deseo es una cama nueva y que mañana vaya con vosotros a la barbacoa», dijo a su familia.

El largo camino hasta allí

Brain surgery isn’t anyone’s first choice.

Tras su diagnóstico, el hombre trazó un plan de juego que resulta familiar a cualquier familia que luche contra la ELA. En el centro estaba un dispositivo de seguimiento ocular que podía utilizar para deletrear sus pensamientos. Pero a medida que los músculos que rodean sus ojos iban fallando, ya no podía fijar la mirada, lo que hacía inútil el rastreador. La familia desarrolló entonces su propio sistema de papel y bolígrafo para poder rastrear pensamientos sencillos basándose en sus movimientos oculares. Era rudimentario: cualquier movimiento ocular observable se considera un «sí», de lo contrario asumen un «no».

Al darse cuenta de que pronto podría perder todo el control de los ojos, el paciente comenzó su viaje para comunicarse sólo a través de las señales eléctricas de su cerebro. Con la aparición de programas informáticos cada vez más potentes y de implantes cerebrales biocompatibles, Vinculación del cerebro con los ordenadores -y evitar el daño neuronal- se está convirtiendo en una estrategia muy potente, aunque todavía experimental, para combatir la parálisis.

Partiendo de una configuración no invasiva, se le colocaron electrodos en la superficie del cráneo para captar los patrones eléctricos generales de su cerebro. Como el cráneo dispersa las señales y aporta ruido, el sistema también midió las señales eléctricas a través del ojo como una fuente de datos independiente. Desarrollado por study authors Birbaumer and his long-time collaborator Dr. Ujwal Chaudhary, the system worked on a binary “yes” or “no.”

Al cabo de un año, las comunicaciones volvieron a fallar. Anticipando su destino de bloqueo total, el hombre -de acuerdo con su esposa y su hermana- evitó por completo los ojos. En su lugar, optaron por implantes cerebrales para acceder directamente a sus señales neuronales.

Un largo camino todavía

En junio de 2018, apenas tres años después de su diagnóstico, al hombre se le implantaron dos microelectrodos en la corteza motora. Cada implante contenía 64 canales para escuchar la actividad de su cerebro como forma de decodificar y comunicarse con el mundo exterior.

No es una idea nueva. Un estudio en 2016 utilizó implantes cerebrales -un total de 16 electrodos- en una mujer para controlar la mecanografía imaginando los movimientos de su mano. A diferencia de la paciente actual, aún era capaz de parpadear, lo que hacía que su caso fuera diferente. «Realmente no sabemos si la comunicación, incluso a partir de señales cerebrales, sigue siendo posible una vez que falla todo el control muscular», afirman los autores del estudio.

Casi inmediatamente, se toparon con un muro. Un día después del implante, mientras el paciente aún podía mover los ojos, el equipo le pidió que recurriera a la estrategia anterior de la familia, que consistía en comunicar «sí» o «no» mientras controlaba sus señales cerebrales. Por desgracia, las señales eran demasiado débiles. Pedir al paciente que imaginara movimientos de la mano, la lengua o el pie -todos ellos trucos de trabajos anteriores- tampoco generó señales neuronales capaces de descodificar sus intenciones.

Casi tres frustrantes meses después, el equipo cambió su estrategia. Recurrieron a la neurorretroalimentación, un método que permite modificar las señales cerebrales con información en tiempo real sobre si se ha conseguido. Suena a meditación académica y de la nueva era, y es un poco inusual como paradigma de entrenamiento. Pero el neurofeedbackis being tested como método de autocontrol de las funciones cerebrales para una serie de trastornos, incluida la ansiedad, depresión El problema es que el tratamiento de las enfermedades es muy difícil, ya que no se puede evitar que se produzcan problemas de salud, insomnio, adicción y otros, con diferentes niveles de éxito.

En este caso, el equipo utilizó la neurorretroalimentación auditiva como forma de medir mejor las respuestas neuronales cerca de los electrodos implantados. Primero reprodujeron un tono, y pidieron al hombre que intentara manipular el tono más alto o más bajo. Bajo el capó, los disparos neuronales del hombre se aceleraron o ralentizaron dependiendo del tono, proporcionando una potente línea de base.

implante cerebral
Crédito de la imagen: Chaudhary et al, Nature

La estrategia funcionó. El paciente fue capaz de mover el tono en su primer intento. Al cabo de dos semanas podía igualar el tono con sólo concentrarse. Estas pruebas iniciales permitieron al equipo detectar las neuronas con mayor capacidad de respuesta y, a partir de los datos, idearon una estrategia sencilla: manteniendo un tono alto o bajo, podía indicar «sí» o «no» al principio, y posteriormente, letras individuales.

Un largo camino por delante

El entrenamiento fue duro. Cada día de sesión, el equipo empezaba con 10 minutos de grabaciones de referencia mientras el hombre descansaba.

«Así podemos ejecutar nuestro programa de software para determinar la tasa de disparo de los diferentes canales individuales» para ver cuáles son óptimos para la neuro-retroalimentación, explicaron los autores. En general, el hombre acertó el 80 por ciento de los comentarios antes de continuar con las sesiones de deletreo. En los tres primeros días fue capaz de deletrear su nombre, el de su mujer y el de su hijo.

Pero sigue siendo una tarea agotadora: incluso con meses de entrenamiento, podía comunicarse a razón de un carácter por minuto, o 131 caracteres por día. Y eso es sólo los inteligibles. Por desgracia, ni siquiera con el entrenamiento aumentó la velocidad.

Sin embargo, a pesar del esfuerzo, el hombre es capaz de comunicarse con su equipo de atención y su familia. Un mensaje pedía que le pusieran la cabeza más alta cuando tuviera visitas. Otro pedía que no tuviera camisas, sino calcetines para la noche.

«Incluso dio sugerencias para mejorar su rendimiento ortográfico al deletrear ‘encender el reconocimiento de palabras'», dijeron los autores unos seis meses después del implante. Al cabo de un año, dijo al equipo: «Chicos, funciona sin esfuerzo», y pidió a su mujer una buena cena de «sopa Goulash y sopa de guisantes dulces» en su sonda de alimentación.

El tiempo, trágicamente, no estaba de su lado. En los tres años transcurridos desde su implante, las comunicaciones se ralentizaron y estuvieron cada vez más plagadas de errores, hasta el punto de resultar totalmente incomprensibles.

La razón de ello sigue siendo un misterio, pero los expertos creen que probablemente se deba a la formación de tejido cicatricial alrededor de los electrodos, que amortigua las señales del cerebro. Aunque los autores no informaron de ninguna inflamación o infección en la zona del implante, siempre es un riesgo.

Pero como pionero, el estudio esboza un nuevo comienzo para las personas que están encerradas. Es una alta recompensa con una altísima responsabilidad: muchos pacientes en esta fase pueden estar al final de su vida. ¿Hasta qué punto podemos confiar en una tecnología que descodifica sus opiniones sobre el tratamiento y las decisiones médicas? ¿Qué ocurre si el implante cerebral interpreta mal un pensamiento que implica su atención? Y en el caso de las enfermedades sin cura, ¿en qué momento estos puentes mente-máquina se convierten en falsas esperanzas para los seres queridos a medida que el cerebro se desvanece lentamente?

Por ahora, al valiente paciente no le preocupa todo eso. Con el implante, pidió a su hijo de cuatro años que viera la película de DisneyRobin Hoodo «bruja y mago» en Amazon. «Amo a mi hijo genial», dijo con su cerebro.

Crédito de la imagen: Centro Wyss