Gert-Jan Oskam vivía en China en 2011 cuando sufrió un accidente de motocicleta que lo dejó paralizado de las caderas para abajo. Ahora, con una combinación de dispositivos, los científicos le han devuelto el control de la parte inferior de su cuerpo.

“Durante 12 años he estado tratando de recuperarme”, dijo Oskam en una conferencia de prensa el martes. “Ahora he aprendido a caminar normalmente, de forma natural”.

En un estudio publicado el miércoles en la revista Nature, investigadores suizos describieron implantes que proporcionaron un “puente digital” entre el cerebro de Oskam y su médula espinal, sin pasar por las áreas lesionadas. El descubrimiento permitió a Oskam, de 40 años, ponerse de pie, caminar y subir una rampa empinada usando solo un andador. Más de un año después del implante, retuvo estas habilidades y mostró signos de recuperación neurológica, caminando con muletas incluso cuando el implante no estaba.

“Capturamos los pensamientos de Gert-Jan y traducimos esos pensamientos en estimulación de la médula espinal para restaurar el movimiento voluntario”, dijo Grégoire Courtin, especialista en médula espinal del Instituto Federal Suizo de Tecnología, Lausana, que ayudó a dirigir el estudio, en una rueda de prensa.

Jocelyn Blok, neurocientífica de la Universidad de Lausana que colocó el implante del Sr. Oskam, agregó: “Al principio era ciencia ficción para mí, pero hoy se ha convertido en realidad”.

En las últimas décadas, ha habido una serie de avances en el tratamiento tecnológico de las lesiones de la médula espinal. En 2016, un grupo de científicos dirigido por el Dr. Curtin logró restaurar la capacidad de caminar de monos paralizados, y otro ayudó a un hombre a recuperar el control de su brazo lisiado. En 2018, un grupo diferente de científicos, también dirigido por el Dr. Curtin, ideó una forma de estimular el cerebro con generadores de impulsos eléctricos, lo que permitió a las personas parcialmente paralizadas volver a caminar y andar en bicicleta. El año pasado, los procedimientos de estimulación cerebral más avanzados permitieron a los sujetos paralizados nadar, caminar y andar en bicicleta al día siguiente del tratamiento.

El Sr. Oskam se había sometido a procedimientos de estimulación en años anteriores e incluso recuperó parte de su capacidad para caminar, pero finalmente su mejora se estancó. En la conferencia de prensa, el Sr. Oskam dijo que estas tecnologías de estimulación lo hicieron sentir como si hubiera algo extraño en la locomoción, una distancia extraña entre su mente y su cuerpo.

La nueva interfaz cambió eso, dijo: “La estimulación solía controlarme, y ahora controlo la estimulación”.

En el nuevo estudio, la interfaz cerebro-espinal, como la llamaron los investigadores, aprovechó un decodificador de pensamiento de inteligencia artificial para leer las intenciones de Oskam, detectables como señales eléctricas en su cerebro, y relacionarlas con los movimientos musculares. Se preservó la etiología del movimiento natural, desde el pensamiento hasta la intención y la acción. La única adición, como lo describió el Dr. Curtin, fue el puente digital que se extiende sobre las partes dañadas de la columna vertebral.

Andrew Jackson, un neurocientífico de la Universidad de Newcastle que no participó en el estudio, dijo: “Esto plantea preguntas interesantes sobre la autonomía y la fuente de los comandos. Continúas desdibujando la línea filosófica entre lo que es el cerebro y lo que es la tecnología”.

El Dr. Jackson agregó que los científicos en el campo han teorizado sobre la conexión del cerebro a los estimuladores de la médula espinal durante décadas, pero esta es la primera vez que han tenido tanto éxito en un paciente humano. “Fácil de decir, mucho más difícil de hacer”, dijo.

Para lograr este resultado, los investigadores primero implantaron electrodos en el cráneo y la columna vertebral del Sr. Oskam. Luego, el equipo usó un programa de aprendizaje automático para observar qué partes del cerebro se iluminaron mientras intentaba mover diferentes partes de su cuerpo. Este decodificador mental fue capaz de igualar la actividad de ciertos electrodos con intenciones específicas: una configuración se encendió cuando el Sr. Oskam trató de mover los tobillos, otra cuando trató de mover las caderas.

Luego, los investigadores usaron otro algoritmo para conectar el implante cerebral al implante espinal, que se configuró para enviar señales eléctricas a diferentes partes de su cuerpo, provocando movimiento. El algoritmo pudo tener en cuenta ligeras variaciones en la dirección y la velocidad de cada contracción y relajación muscular. Y debido a que las señales entre el cerebro y la columna vertebral se envían cada 300 milisegundos, el Sr. Oskam puede ajustar rápidamente su estrategia en función de lo que funciona y lo que no. En la primera sesión de tratamiento, pudo torcer los músculos de los muslos.

Durante los siguientes meses, los investigadores ajustaron la interfaz cerebro-columna para adaptarse mejor a acciones básicas como caminar y estar de pie. El Sr. Oskam recuperó un modo de andar algo robusto y pudo subir escalones y rampas con relativa facilidad, incluso después de meses sin tratamiento. Además, después de un año de tratamiento, comenzó a notar claras mejoras en su movimiento sin la ayuda de la interfaz cerebro-espinal. Los investigadores documentaron estas mejoras en las pruebas de soporte de peso, equilibrio y caminata.

El Sr. Oskam ahora puede caminar por su casa de forma limitada, subir y bajar de un automóvil y pararse en el bar para tomar una copa. Por primera vez, dijo, sintió que él tenía el control.

Los investigadores reconocen las limitaciones de su trabajo. Las intenciones sutiles en el cerebro son difíciles de discernir, y aunque la interfaz cerebro-columna actual es adecuada para caminar, probablemente no se pueda decir lo mismo para restaurar el movimiento de la parte superior del cuerpo. El tratamiento también es invasivo y requiere múltiples cirugías y horas de fisioterapia. El sistema actual no corrige todas las parálisis de la médula espinal.

Pero el equipo esperaba que un mayor progreso hiciera que el tratamiento fuera más accesible y sistemáticamente más efectivo. “Ese es nuestro verdadero objetivo”, dijo el Dr. Curtin, “hacer que esta tecnología esté disponible en todo el mundo para todos los pacientes que la necesiten”.