La Escuela de Medicina Keck de USC colabora en un estudio clínico único para implantar el dispositivo en una región del cerebro donde se toman las intenciones

Paralizado del cuello hacia abajo después de sufrir una herida de bala cuando tenía 21 años, Erik Sorto ahora puede mover un brazo robótico con sólo pensar en ello.

A través de una colaboración clínica entre el Instituto de Tecnología de California, Medicina Keck de USC y Rancho Los Amigos Centro Nacional de Rehabilitación, Sorto a los 34 años es la primera persona a tener una prótesis neural implantado en una región del cerebro donde se toman las intenciones, dándole la capacidad de realizar un gesto de estrechar la mano de líquidos, beber una bebida e incluso jugar “piedra, papel, tijera”, utilizando un brazo robótico.

Dispositivos protésicos neuronales han sido previamente implantada en el centro de movimiento del cerebro, la corteza motora, permitiendo a los pacientes con parálisis, controlar el movimiento de una extremidad robótica. El movimiento, sin embargo, se retrasa. Ahora, mediante el implante de neuroprótesis en la corteza parietal posterior (PPC), una parte del cerebro que controla el movimiento, no directamente, sino más bien la intención de moverse, investigadores de Caltech han desarrollado una manera de producir movimientos más naturales y fluidos.

Los Responsables

Diseñado para probar la seguridad y eficacia de este nuevo enfoque, el ensayo clínico fue conducido por el investigador principal Richard Andersen, James G. Boswell profesor de Neurociencia en Caltech, neurocirujano Charles Liu, profesor de cirugía neurológica, la neurología y la ingeniería biomédica de la USC y el neurólogo Mindy Aisen, director médico de Rancho Los Amigos.

Erik-Sorto-brazo-RoboticoEl dispositivo se implanta quirúrgicamente en el PPC de Sorto en el Hospital Keck de la USC en 2013, y desde entonces ha estado entrenando con investigadores de Caltech y el personal en el Rancho Los Amigos para controlar un cursor de ordenador y un brazo robótico con su mente. Los investigadores vieron justo lo que esperaban: el movimiento intuitivo del brazo robótico.

“Me sorprendió lo fácil que era [para controlar el brazo robótico”, dijo. “Recuerdo sólo tener esta experiencia fuera del cuerpo, y quería simplemente correr y  decir ‘venga esos cinco’ con todos”.
Erik Sorto.

Su Funcionamiento

Medicina Keck de USC cirujanos realizó el implante de neuroprótesis sin precedentes en una cirugía de cinco horas el 17 de abril de 2013.

Liu y su equipo implantaron un par de pequeños conjuntos de electrodos en dos partes de la corteza parietal posterior – uno que controla alcanzar y otro que controla comprender. Cada matriz milímetro 4-por-4 contiene 96 electrodos activos que, a su vez, registran la actividad de las neuronas individuales en el PPC. Los arreglos están conectados por un cable a un sistema de computadoras que procesan las señales para decodificar los dispositivos de salida de intención y de control del cerebro, tales como un cursor de ordenador y un brazo robótico.

La Rehabilitación

Dieciséis días después de su cirugía de implante, Sorto comenzó las sesiones de entrenamiento en el Rancho Los Amigos Centro Nacional de Rehabilitación, donde un equipo se une a los puertos que se extienden desde el cráneo para comunicarse con su cerebro. Los terapeutas ocupacionales que se especializan en ayudar a los pacientes a adaptarse a la pérdida de la función en sus miembros superiores trabajaron con Sorto y el equipo de Caltech a diario para ayudarle a visualizar lo que cómo sería mover el brazo de nuevo.

A pesar de que era capaz de moverse de inmediato el brazo del robot con sus pensamientos, después de semanas de imaginación, Sorto refinó su control del brazo. Sorto es ahora capaz de ejecutar tareas avanzadas con su mente, como controlar un cursor de ordenador.

Sorto ha firmado para seguir trabajando en el proyecto durante un tercer año. El estudio, dijo, le ha inspirado para continuar su educación y obtener un título de maestría en trabajo social.

Prótesis neural produce movimientos en brazo robótico
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