Provisto del exoesqueleto robótico de 65 kg, con la mochila a la espalda y caminando pesadamente, Thibault se siente como un astronauta. “Me sentí como el primer hombre en la Luna”, asegura a la BBC. “Olvidé lo que era estar de pie”. Aunque no está caminando por otro planeta, los 480 pasos que ha dado Thibault con este dispositivo lo convierten en un pionero, el primer ser humano que una lesión medular grave en poder mover los brazos y las piernas por su propia voluntad. En total, entre el programa de realidad virtual y las 39 sesiones de pruebas, Thibault ha recorrido 145 metros, una distancia que muchos cubrimos cada día para ir a comprar el pan o tirar la basura, pero que desde el punto de vista científico es un avance espectacular.
Este óptico de 30 años llevaba dos años sin andar ni poder mover ninguna de sus extremidades. En el año 2015 cayó desde una altura de 15 metros y quedó tetrapléjico. Dos años después, un equipo de investigadores de Clinatec y la Universidad de Grenoble le llamaron para participar en en un ensayo y ser el primero en probar un exoesqueleto robótico que, junto a un implante cerebral, cuyo exitoso resultado se ha presentado en la revista The Lancet. Para que el exoesqueleto ejecute las órdenes fue necesario realizar dos operaciones previas y colocar dos implantes a ambos lados del cerebro de Thibaul que, mediante una red de 64 electrodos registran las señales de su corteza somatosensorial y las traduce a movimientos de la máquina mediante un algoritmo.
El sistema utiliza IA para refinar el algoritmo que traduce el pensamiento del paciente en movimientos
“El nuestro es el primer sistema cerebro-ordenador semi-invasivo e inalámbrico diseñado para el uso prolongado y la activación de las cuatro extremidades”, asegura Alim-Louis Benabid, presidente del panel ejecutivo de Clinatec ue ha liderado el proyecto. “Los anteriores estudios cerebro-ordenador han utilizado dispositivos de registro más invasivos, implantados más allá de la membrana exterior del cerebro, donde con el tiempo dejan de funcionar. También se han conectado mediante cables, limitándose a crear movimiento de un solo miembro, o se han centrado en restaurar los movimientos musculares del propio paciente”.
Uno de los puntos fuertes de este exoesqueleto y que lo diferencia de los presentados anteriormente es que se han utilizado método de inteligencia artificial y aprendizaje automatizado (machine learning) para refinar el algoritmo que traduce el pensamiento del paciente en movimientos de la máquina. Durante los 24 meses del ensayo, recalcan sus autores, el sistema no tuvo que ser recalibrado más que cada siete semanas, lo que demuestra que podría utilizarse hipotéticamente en el día a día. La calidad de los registros de los implantes también se mantuvo estable y el algoritmo siguió refinando los movimientos sin que el paciente sufriera complicaciones posquirúrgicas, que suelen ser el principal escollo de este tipo de pruebas (de hecho un voluntario anterior tuvo que dejar las pruebas por este problema).
“Nuestros resultados podrían colocarnos un paso más cerca de poder ayudar a pacientes tetrapléjicos a manejar ordenadores usando solo señales cerebrales, empezando quizás conduciendo sillas de ruedas mediante actividad cerebral en lugar de con un mando manual, además de progresar en el desarrollo de un exoesqueleto que permita mayor movilidad”, asegura Stephan Chabardes, neurocirujano de Hospital Universitario de Grenoble-Alpes que participó en la intervención. El proceso para poder manejar el exoesqueleto fue lento y trabajoso y requirió que el paciente realizara numerosas tareas de entrenamiento, entre ellas jugar a un videojuego en el que man¡jaba un avatar virtual que permitía refinar los movimientos.
El paciente fue capaz de manipular simultáneamente ambos brazos y completar tareas complejas
El exoesqueleto cuenta con 14 articulaciones y 14 grados de libertad de movimiento. Después de 45 días manejándolo, más 95 usando el avatar en el videojuego, Thibault hizo grandes avances y fue capaz de manipular simultáneamente ambos brazos y completar tareas complejas con un éxito del 71 por ciento. Aún así, los autores del trabajo son muy prudentes e insisten en que el sistema tiene aún mucho que mejorar (el paciente aún utiliza el exoesqueleto con un cable sujeto al techo del laboratorio para evitar accidentes) y el paciente no ha cambiado un condición clínica. “Una novedad de este estudio es que hay un control de los cuatro miembros, mientras que en estudios anteriores solo se controlaba uno”, comenta el especialista Tom Shakespeare. “Sin embargo, caminar de manera autónoma con equilibrio está muy lejos de ser posible. Aunque este estudio presenta un avance emocionante y bienvenido, debemos recordar que una prueba de concepto aún está muy lejos de llegar a ser una posibilidad clínica usable. Siempre existe el peligro de crear demasiada expectación en este campo. Incluso si funciona alguna vez, las restricciones de coste significan que las opciones de alta tecnología no van a ser nunca asequibles para la mayoría de las personas del mundo con lesión medular”.
Aún así, estos primeros pasos siempre generan conocimiento que termina beneficiando a todo el mundo. El siguiente paso, de momento, ha sido reclutar a otros tres pacientes que están probando el dispositivo. El objetivo de los científicos es conseguir que caminen con equilibrio sin necesitar los cables que sujetan el exoesqueleto al techo.
Referencia: An exoskeleton controlled by an epidural wireless brain–machine interface in a tetraplegic patient: a proof-of-concept demonstration (The Lancet)
