Un dispositivo controlado por la mente, y que lee las señales cerebrales, ayuda a los pacientes con accidente cerebrovascular a entrenar sus cerebros para mover las manos paralizadas.
Según un nuevo estudio de la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis, los pacientes con accidente cerebrovascular que aprendieron a usar sus mentes para abrir y cerrar un dispositivo en sus manos paralizadas y adquirieron cierto control sobre sus manos; el nuevo dispositivo de IA lee señales cerebrales.
Mediante el control mental del dispositivo con la ayuda de una interfaz cerebro-computadora, los participantes entrenaron las partes no lesionadas de su cerebro para asumir funciones anteriormente realizadas por las áreas ahora lesionadas del cerebro, dijeron los investigadores.
«Hemos demostrado que una interfaz cerebro-computadora usando el hemisferio intacto puede lograr una recuperación significativa en pacientes con ictus crónico«, dijo Eric Leuthardt, MD, profesor de neurocirugía, de neurociencia, de ingeniería biomédica y de ingeniería mecánica y ciencias aplicadas, Y el autor del estudio.
El accidente cerebrovascular es la principal causa de discapacidad adquirida entre los adultos. Alrededor de 700.000 personas en los Estados Unidos experimentan un accidente cerebrovascular cada año, y 7 millones están viviendo con las secuelas. En España la estadística es de una tasa de 267,6 fallecidos por cada 100.000 habitantes, que significa un aumento del 3,1% respecto al año 2015.
En las primeras semanas después de un derrame cerebral, las personas recuperan rápidamente algunas habilidades, pero su progreso suele estar en mesetas después de unos tres meses.
«Elegimos evaluar el dispositivo en pacientes que tuvieron su primer derrame cerebral seis meses o anteriores a estos porque no hay muchas garantías de que están en ese punto», dijo Thy Huskey, MD, profesor asociado de neurología en La Escuela de Medicina y director del programa del Centro de Rehabilitación de Accidente Cerebrovascular de Excelencia en el Instituto de Rehabilitación de St. Louis. Algunos pierden la motivación, pero tenemos que seguir trabajando en encontrar una tecnología para ayudar a esta población de pacientes que suele estar muy desatendida.
David Bundy, el primer autor del estudio y ex estudiante graduado en el laboratorio de Leuthardt, trabajó para aprovechar una peculiaridad de cómo el cerebro controla el movimiento de los miembros. En general, las áreas del cerebro que controlan el movimiento están en el lado opuesto del cuerpo de las extremidades que controlan. Pero hace aproximadamente una década, Leuthardt y Bundy, que ahora es investigador postdoctoral en el Centro Médico de la Universidad de Kansas, descubrieron que una pequeña área del cerebro juega un papel importantísimo en la planificación del movimiento en el mismo lado del cuerpo.
Para mover la mano izquierda, se dieron cuenta de que las señales eléctricas específicas que indican la planificación del movimiento aparecen por primera vez en un área del motor en el lado izquierdo del cerebro. En cuestión de milisegundos, las áreas motoras del lado derecho se activan, y la intención del movimiento se traduce en la contracción real de los músculos de la mano.
Una persona cuya mano izquierda y el brazo están paralizados ha sufrido daños en las áreas motoras en el lado derecho del cerebro. Pero el lado izquierdo del cerebro de la persona, con frecuencia, está intacto, lo que significa que muchos pacientes con accidente cerebrovascular todavía pueden generar las señales cerebrales eléctricas que indica una intención de moverse. Las señales cerebrales, sin embargo, no va a ninguna parte ya que el área que ejecuta el plan de movimiento está “fuera de servicio”.
«La idea es que si se pueden combinar las señales del motor que se asocian, con el movimiento de la extremidad de un mismo lado, con los movimientos reales de la mano, se harán nuevas conexiones en el cerebro que permiten a las áreas no lesionadas de su cerebro para hacerse cargo del control de la mano paralizada«, dijo Leuthardt.
El Ipsihand comprende una tapa que contiene electrodos para detectar señales eléctricas en el cerebro, una computadora que amplifica las señales, y una llave móvil que se ajusta sobre la mano paralizada. El dispositivo detecta la intención del usuario de abrir o cerrar la mano paralizada, y mueve la mano en forma de pinza, con el segundo y tercer dedos doblándose para encontrarse con el pulgar.
«Por supuesto, hay mucho más para usar tus brazos y manos para ellos, pero ser capaz de comprender y usar tu pulgar oponible es muy valioso«, dijo Huskey. «Solo porque tu brazo no se mueve exactamente como antes, no es inútil, podemos todavía interactuar con el mundo con el brazo debilitado«.
Leuthardt desempeñó un papel clave en la elucidación de la ciencia básica, y trabajó con Daniel Moran, profesor de ingeniería biomédica en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Washington, para desarrollar la tecnología detrás de la Ipsihand. Él y Moran cofundaron la compañía Neurolutions Inc. para continuar desarrollando el Ipsihand.
Para probar el Ipsihand, Huskey reclutó a pacientes con accidente cerebrovascular severamente dañados y los entrenó para usar el dispositivo en casa. Los participantes fueron alentados a utilizar el dispositivo al menos cinco días a la semana, durante 10 minutos a dos horas al día. Trece pacientes comenzaron la terapia, pero tres abandonaron debido a problemas de salud no relacionados, falta de adaptación del dispositivo o incapacidad para cumplir con el compromiso de tiempo. Diez pacientes completaron el estudio.
Los participantes se sometieron a una evaluación de las habilidades motoras estándar al inicio del estudio y cada dos semanas a lo largo del mismo. La prueba midió su capacidad de coger y apretar con sus manos, y hacer movimientos grandes con los brazos. Entre otras cosas, se pidió a los participantes que recogieran una manzana y la colocaran encima de una torre, colocaran un tubo alrededor de un tubo más pequeño y movieran las manos hacia la boca. Las puntuaciones más altas indicaron una mejor función.
Después de 12 semanas de uso del dispositivo, las puntuaciones de los pacientes aumentaron un promedio de 6,2 puntos en una escala de 57 puntos.
«Un aumento de seis puntos representa una mejora significativa en la calidad de vida«, dijo Leuthardt. «Para algunas personas, esto representa la diferencia entre ser incapaces de ponerse los pantalones por sí mismos y ser capaces de hacerlo«.
Cada participante también calificó su habilidad para usar el brazo afectado y su satisfacción con las habilidades. Las habilidades auto-reportadas y la satisfacción mejoraron significativamente durante el curso del estudio.
«A medida que la tecnología para captar las señales cerebrales mejora, estoy seguro de que el dispositivo será aún más eficaz para ayudar a los pacientes con apoplejía a recuperar alguna función«, dijo Huskey.
