Otro avance: tras 12 años paralizado, volvió a caminar

El señor Oskam caminando con muletas tras 12 años sin poder hacerlo. Foto CHUV/Gilles Weber

Hace 12 años Gert Jan Oskam sufrió un accidente en bicicleta. Quedó con parálisis de las piernas y parcialmente de los brazos, pero esa situación está cambiando gracias a un dispositivo que genera un puente entre su cerebro y los nervios debajo de su lesión.

Se trata de la interfaz cerebro-médula espinal, que se basa en desarrollos que han venido haciéndose. Un logro de Gregorie Courtine, neurocientífico en el Swiss Federal Institute of Technology en Lausana, y colegas.

Habían demostrado que mediante un entrenamiento intensivo y tecnología que estimule la médula baja con pulsos eléctricos se puede hacer que personas con lesiones en la médula vuelvan a caminar.

Él fue uno de los participantes en el ensayo. El nuevo sistema usa un implante en la médula que ya tenía junto a dos implantes con forma de disco insertados en su cráneo, de modo que dos conjuntos de 64 electrodos descansen sobre la membrana que cubre el cerebro.

Cuando Oskam piensa en caminar, los implantes en el cerero detectan actividad eléctrica en la corteza, la capa externa del cerebro. La señal es transmitida de modo inalámbrico y decodificada por un computador que porta en un morral, que transmite la información al generador de pulsos en la médula.

Luego de 40 sesiones de rehabilitación usando la interfaz ha ganado la capacidad de mover sus piernas y pies de modo voluntario. Para esto se requiere entrenamiento, pues los dispositivos solos no lo logran con su estimulación. Esto sugiere que durante este entrenamiento el dispositivo ayuda en la recuperación de células nerviosas que no fueron dañadas por completo durante el accidente y posterior lesión. Es que logra caminar cortas distancias sin los dispositivos, ayudado por muletas.

Hoy el grupo recluta tres personas para ver si el dispositivo puede restaurar el movimiento en brazos.

La recuperación de movilidad en pacientes tetrapléjicos ha tenido muchos avances. Unos se basan en implantes para que la persona logre mover un cursor en una pantalla y así pueda comunicarse. Y los hay con implantes que generan estímulos en nervios para mover músculos.

Son trabajos que aunque promisorios, no están para uso general todavía. Son invasivos y de mejorarse no serán baratos, al menos en un comienzo.

Otros grupos trabajan en procedimientos no invasivos para lograr la reconexión nerviosa en las personas afectadas con pérdida de movilidad por lesiones.

Nota: con datos de Nature.

Gran avance: hacen crecer electrodos en el cuerpo

Pacientes con parálisis inferior beneficiados con electrodos, en este caso externos para estimulación de la columna. Ahora los electrodos podrán crecer en el cuerpo. Foto NIH

En los continuos, pero espaciados tratamientos en los cuales una persona con cuadriplejía logra comunicarse, se colocan implantes en el cerebro: electrodos, con frecuencia de manera invasiva. Esos dispositivos también son usados para tratar otras enfermedades neurológicas.

Pues bien, en un interesante desarrollo, científicos hicieron que esos electrodos crecieran en el cerebro. Sí, como lo lee. Ahora, ¿cómo lo hicieron? El cuento es el siguiente, pero primero citemos las palabras del profesor Magnus Berggren, del Laboratoryof OrganicsElectronics en Linköping University en Suecia: 

"Por varias décadas hemos tratado de crear electrónicos que imiten la biología. Ahora, permitimos que  la biología cree los electrónicos".

Hasta ahora los bioelectrónicos desarrollados, en paralelo con la industria de semiconductores, tienen un diseño fijo que es difícil, si no imposible, combinar con señales biológicas de sistemas vivos.

Para cerrar esa brecha entre biología y electrónica, los científicosdesarrollaron un método para crear materiales conductivos suaves, libres de sustratos en tejidos vivos. Inyectando un gel con enzimas como moléculas para el ensamblaje, fueron capaces de hacer crecerelectrodos en el tejido de pez zebra y en sanguijuela medicinal.

"El contacto con las sustancias del cuerpo modifica la estructura del gel y lo hace eléctricamente conductivo, que no lo era antes de la inyección. "Dependiendo del tejido, también podemos ajustar la composición del gel para mantener el proceso eléctrico", explicó Xenofon Strakosas, investigador del laboratorio y de Lund University y uno de los autores principales del estudio.

Las moléculas endógenas del cuerpo son suficientes para activar la formación de electrodos. No se necesita modificación genética ni señales externas, tales como luz o energía eléctrica, que ha sido necesario en experimentos previos.

El desarrollo abre el camino para un nuevo paradigma en bioelectrónica. No se requerirán ya implantes sino la inyección del viscoso gel.

El avance se publicó en Science.

El encierro deprime a los caballos

Parecen sonreír en ocasiones. Juegan otras veces, corriendo por los potreros. Se muestran amistosos con quienes los cuidan, pero ¿qué sienten en realidad los caballos? ¿Se deprimen?

Al parecer un caballo encerrado es más ansioso y depresivo. Foto Pixabay

Los resultados son interesantes y dicientes. Para averiguarlo, investigadores diseñaron una diadema que detecta ondas cerebrales de los caballos (posiblemente pueda ser usada en otros animales). Un dispositivo que 'penetra' en la mente del equino.

Es que la etóloga Martine Hausberger, de la Universidad de Rennes, tuvo la idea de investigar si a los caballos estresados les quedaba más difícil aprendiendo a abrir una puerta corrediza sobre una caja de comida. Notó que aquellos individuos en espacios estrechos ponían menos atención a las enseñanzas.

En teoría un electroencefalograma (EEG)podría recoger el estado mental. En personas se han empleado  desde comienzos del siglo pasado para estudiar estados como la epilepsia o los patrones del sueño y más reciente se ha descubierto que ciertas ondas pueden mostrar depresión y ansiedad en personas. Y en roedores, animales de granjas y mascotas se han usado para ver su reacción a humanos o bajo anestesia. No se habían empleado en animales mientras andaban libremente.

Al neurofísico Hugo Cousillas, colega, le tomó seis años desarrollando un dispositivo que sirviera para caballos, una diadema o banda con solo cuatro electrodos que transmite la información hasta a 20 yardas. Entonces Cousillas y Hausberger junto a la etóloga Mathilde Stomp registraron los EEG de 18 caballos, la mitad confinados en un establo clásico y la otra en pastizales abiertos.

Cada grupo mostró diferentes perfiles de EEG. Los encerrados mostraron 2,5 veces más ondas gama del hemisferio derecho. En personas estas ondas se asocian a ansiedad, distracción y depresión.

 Los que permanecían en espacios abiertos mostraron dos veces más ondas teta del hemisferio izquierdo, una señal de calma y mente atenta, escribieron los investigadores en el artículo publicado en Applied Animal Behaviour Science.

¿Significa lo mismo esas ondas en humanos que en caballos? Es la gran cuestión, pero los resultados sugieren hasta ahora que los caballos estabulados se muestran más ansiosos y depresivos.

Al fin se hizo justicia con la primera gata astronauta

Esta fue la primera gata astronauta, Félicette. Foto Wikipedia Commons

Ya era hora. Tuvieron que transcurrir 56 años para que se hiciera justicia con Félicette, la primera gata en ir al espacio y regresado sano y salvo. Una astrogata.

A finales del año pasado,  se descubrió la escultura en bronce que conmemora a esta ignorada héroe del espacio.

Félicette sobre la Tierra, escultura para rendirle homenaje. Foto Guy

Se encuentra en el International Space University en Estrasburgo, Francia, luego de la campaña comenzada en 2017 por un amante de los gatos, Matthew Serge Guy, que recibió contribuciones de 1100 personas para recaudar US$57 000.

“Es tiempo de que la Astrogata tenga su memorial que merece escribió Guy en la página de la campaña.

Félicette no fue el primer animal no humano en el espacio. Antes, tanto la entonces Unión Soviética y Estados Unidos habían enviado criaturas, siendo la primera la famosa perra Laika en 1957 (no sobrevivió) y un chimpancé, Ham, en 1961.

Eran ensayos, que hoy tendrían grandes cuestionamientos éticos, para allanar el camino a los humanos.

Félicette fue lanzada en octubre de 1963 desde una base en el desierto del Sahara y alcanzó una altura de 160 kilómetros sobre la superficie una altura suborbital.

Un vuelo de solo 15 minutos en el cual tuvo un seguimiento continuo de los científicos, midiendo sus signos vitales, su ritmo cardiaco a través de elctrodos en su cuerpo.

La cápsula que llevaba a la ilustre gata se separó con éxito del cohete y con su paracaídas aterrizó sin problemas.

Félicette sobrevivió, pero su futuro fue triste: unos meses después se le aplicó la eutanasia para estudiar su cerebro.

Contribuyó a la carrera espacial pero ha sido muy olvidada.

Este bronce le devuelve parte de su gloria.

Sorpréndase con este par de inventos

Mientras unos duermen, otros no dejan de imaginar, desarrollar innovaciones e inventar productos.

Por ejemplo, ¿qué tal unos lentes de contacto que con el movimiento del ojo hagan zoom? ¿O una píldora que le diga al médico que el paciente no se la tomó?

Este último ya es más realidad, aunque del primero ya hay un concepto base que se está desarrollando.

Un ojo que hace zoom. Foto Wikipedia Commons

Con este avance estamos de verdad más cerca de ser verdaderos cyborgs. Los lentes ópticos hacen zoom en respuesta a señales eléctricas generadas por los ojos: elaborados con material suave, cambian el foco cuando la persona parpadea dos veces.

“Potenciales aplicaciones pueden incluir, por ejemplo, gafas ajustables o dispositivos visuales prostéticos o incluso en aplicaciones robóticas”, según

Shengqiang Cai, professor de ingeniería en University of California, San Diego, quien encabeza la investigación.

Estos lentes imitan el ojo y contienen una solución salina entre capas de una película de un polímero que puede cambiar la forma y el grosor en respuesta a señales eléctricas. En personas se ha ensayado usando estas unos electrodos en la piel alrededor de los ojos para capturar las señales que genera el movimiento ocular. Estas señales se transmiten a a los lentes mediante un procesador. Un parpadeo doble puede cambiar la longitud focal, acercando o alejando los objetos enfocados.

La tecnología está en desarrollo. Debe ser miniaturizada y se debe resolver la recepción de las señales sin los estorbosos electrodos adheridos a la piel.

La pastilla que habla

Llega la era de las pastillas inteligentes. Foto Wikipeadia Commons

Hay un caso que cuenta el médico Edward Greeno, citado por The Scientist. Descubrió que una de sus pacientes omitió tomarse una pastilla, quimioterapia oral para tratar un cáncer colorrectal.

No se enteró porque la paciente le informó durante una de las visitas de control. No fue así.

El médico recibió una notificación de una app que rastrea cuándo la paciente ingiere el medicamento, basado en datos que entrega la misma pastilla.

Es que cada una de estas contiene sensores digeribles que registran cuándo es tomada por el paciente.

Es un ensayo de Greeno, de University of Minnesota, EEUU, con Proteus, firma que produce tecnología de sensores miniatura.

De modo que será difícil mentirle al médico en su próxima cita o espere una llamada de él pidiéndole explicaciones.

Usarán el pensamiento para controlar armas

El viejo sueño, mover cosas con solo el pensamiento, está cada vez más cerca y el objetivo es uno: poder controlar armas con la mente y dirigirlas hacia sus blancos.

No es solo eso: es la capacidad de enviar imágenes de un cerebro a otro.

Todo ello sin alambres ni medios invasivos del cerebro.

El poder de la mente para controlar armas y comunicación entre cerebros. Foto Health Blog

¿Imposible? No es eso lo que piensan en el Darpa, brazo de investigaciones del Departamento de Defensa de Estados Unidos.

Darpa (Defense Advanced Research Projects Agency) les pagará a científicos para inventar modos de poder leer instantáneamente las mentes de los soldados con herramientas como ingeniería genética en el cerebro, nanotecnología y rayos infrarrojos.

Darpa anunció que seis equipos recibirán fondos dentro del programa de denominado Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology.

Con el solo pensamiento se podrán controlar objetos como drones, en una comunicación de doble vía, o leer la mente sin tener que perder tiempo en dar órdenes verbales o mediante gestos.

Hoy se tienen avances en la comunicación del cerebro con computadores o miembros prostéticos en personas con limitaciones de movilidad, pero residen en complicadas cirugías de implantación de electrodos. Eso es lo que no se quiere.

¿Cómo se logrará?

Darpa está interesada en sistemas que puedan leer la mente y escribir a 16 sitios distintos en un pedazo de cerebro como una alverja, una comunicación que no demore más de 50 milisegundos. La meta: que esté lito en 4 años.

Para desarrollar el sistema se necesita conocer con precisión el área del cerebro activada en un momento dado.

Los investigadores piensan lograrlo con virus modificados que lleven material genético a las células e insertar ADN en unas neuronas para producir dos tipos de proteínas. Así detectarán la señal en un punto específico del cerebro y para inducir la formación de una imagen o sonido en la mente de la persona.

Otro grupo tiene un enorme reto: lograr que humanos controlen varios drones a la vez solo con sus pensamientos. Los aparatos retroalimentarán indicando posición y dirección del movimiento. Una comunicación de doble vía.

La idea es lograrlo mediante campos magnéticos administrados nasalmente para llegar a determinadas neuronas y activarlas. Todo esto recogido por un casco en la cabeza, que facilitará la comunicación con los drones.

Drones que podrían llevar armas a campo enemigo.

Una nueva manera de pelear las guerras.