Bill Kochevar agarró una taza de agua, se la llevó a los labios y bebió a través de la pajita.
Sus movimientos fueron lentos y deliberados, pero Kochevar no había movido su brazo o mano derecha en ocho años.
Y tomó algo de práctica alcanzarlo y comprenderlo solo con pensarlo.
Se cree que Kochevar, que quedó paralizado debajo de los hombros en un accidente de bicicleta, es la primera persona con cuadriplejia en el mundo en recuperar los movimientos de brazos y manos con la ayuda de dos tecnologías implantadas temporalmente.
Una interfaz cerebro-computadora con electrodos de grabación debajo de su cráneo, y un sistema de estimulación eléctrica funcional FES * que activa su brazo y mano, reconecta su cerebro a los músculos paralizados.
Sosteniendo un mango improvisado atravesado por una esponja seca, Kochevar se rascó el costado de la nariz con la esponja. Sacó cucharones de puré de papas de un tazón, tal vez su objetivo principal, y saboreó cada bocado.
"Para alguien que ha resultado herido ocho años y no podía moverse, poder moverme un poquito es increíble para mí", dijo Kochevar, de 56 años, de Cleveland. "Es mejor de lo que pensé que sería".
Un video de Kochevar se puede encontrar en: http://youtu.be/OHsFkqSM7-A
Kochevar es el centro de investigación dirigido por la Universidad Case Western Reserve, el Centro de Estimulación Eléctrica Funcional FES de Cleveland en el Centro Médico Louis Stokes Cleveland VA y el Centro Médico de los Hospitales Universitarios de Cleveland UH. Se estudiará el trabajopublicado en el The Lancet 28 de marzo a las 6:30 pm hora del este de EE. UU.
"Realmente está abriendo camino para la comunidad de lesiones de la médula espinal", dijo Bob Kirsch, presidente del Departamento de Ingeniería Biomédica de Case Western Reserve, director ejecutivo del Centro FES e investigador principal PI y autor principal de la investigación ".es un paso importante hacia la restauración de cierta independencia "
Cuando se les pregunta, las personas con tetraplejia dicen que su primera prioridad es rascarse una picazón, alimentarse o realizar otras funciones simples con el brazo y la mano, en lugar de depender de los cuidadores.
"Al tomar las señales cerebrales generadas cuando Bill intenta moverse, y usarlas para controlar la estimulación de su brazo y mano, pudo realizar funciones personales que eran importantes para él", dijo Bolu Ajiboye, profesor asistente de biomedicinaingeniero y autor principal del estudio.
Tecnología y formación
La investigación con Kochevar es parte del ensayo clínico piloto BrainGate2 * en curso realizado por un consorcio de instituciones académicas y de VA que evalúa la seguridad y la viabilidad del sistema implantado de interfaz cerebro-computadora BCI en personas con parálisis. Otro BrainGate en investigaciónLa investigación ha demostrado que las personas con parálisis pueden controlar un cursor en una pantalla de computadora o un brazo robótico.
"Todos los días, la mayoría de nosotros damos por sentado que cuando vamos a movernos, podemos mover cualquier parte de nuestro cuerpo con precisión y control en múltiples direcciones y aquellos con lesión traumática de la médula espinal o cualquier otra forma de parálisis no pueden".dijo Benjamin Walter, profesor asociado de Neurología en la Facultad de medicina Case Western Reserve, IP clínica del ensayo BrainGate2 de Cleveland y director médico del Programa de estimulación cerebral profunda en el Centro médico UH Cleveland.
"La esperanza máxima de cualquiera de estos individuos es restaurar esta función", dijo Walter. "Al restaurar la comunicación de la voluntad de pasar del cerebro directamente al cuerpo, este trabajo comenzará a restaurar la esperanza de millones de personaspersonas paralizadas que algún día podrán moverse libremente nuevamente "
Jonathan Miller, profesor asistente de neurocirugía en la Escuela de Medicina Case Western Reserve y director del Centro de Neurocirugía Funcional y Restaurativa de la UH, dirigió un equipo de cirujanos que implantaron dos conjuntos de electrodos de 96 canales, cada uno del tamaño de un bebéaspirina: en la corteza motora de Kochevar, en la superficie del cerebro.
Las matrices registran las señales cerebrales creadas cuando Kochevar imagina el movimiento de su propio brazo y mano. La interfaz cerebro-computadora extrae información de las señales cerebrales sobre los movimientos que intenta hacer, luego pasa la información para controlar el sistema de estimulación eléctrica.
Para prepararlo para usar su brazo nuevamente, Kochevar primero aprendió a usar sus señales cerebrales para mover un brazo de realidad virtual en la pantalla de una computadora.
"Pudo hacerlo en unos minutos", dijo Kirsch. "El código todavía estaba en su cerebro".
A medida que la capacidad de Kochevar para mover el brazo virtual mejoró durante cuatro meses de entrenamiento, los investigadores creyeron que sería capaz de controlar su propio brazo y mano.
Miller luego dirigió un equipo que implantó los 36 electrodos del sistema FES que animan los músculos en la parte superior e inferior del brazo.
El BCI decodifica las señales cerebrales grabadas en el comando de movimiento deseado, que luego es convertido por el sistema FES en patrones de pulsos eléctricos.
Los pulsos enviados a través de los electrodos FES activan los músculos que controlan la mano, la muñeca, el brazo, el codo y el hombro de Kochevar. Para vencer la gravedad que de otro modo le impediría levantar el brazo y alcanzarlo, Kochevar utiliza un soporte móvil para el brazo, que también está debajoel control de su cerebro
Nuevas capacidades
Ocho años de atrofia muscular requirieron rehabilitación. Los investigadores ejercitaron el brazo y la mano de Kochevar con patrones de estimulación eléctrica cíclica. Durante 45 semanas, su fuerza, rango de movimiento y resistencia mejoraron. Mientras practicaba los movimientos, los investigadores ajustaron los patrones de estimulación para aumentar suhabilidades.
Kochevar puede hacer que cada articulación de su brazo derecho se mueva individualmente. O, simplemente pensando en una tarea como alimentarse o tomar una bebida, los músculos se activan de manera coordinada.
Cuando se le pidió que describiera cómo ordenó los movimientos del brazo, Kochevar dijo a los investigadores: "Estoy haciendo que se mueva sin tener que concentrarme mucho en eso ... solo pienso 'fuera' ... y se va".
Kocehvar está equipado con tecnología FES implantada temporalmente que tiene un historial de uso confiable en las personas. El sistema BCI y FES en conjunto representan una viabilidad temprana que brinda al equipo de investigación información sobre el posible beneficio futuro del sistema combinado.
Los avances necesarios para hacer que la tecnología combinada sea utilizable fuera de un laboratorio no están lejos de la realidad, dicen los investigadores. Se está trabajando para que el implante cerebral sea inalámbrico, y los investigadores están mejorando los patrones de decodificación y estimulación necesarios para hacer movimientos más precisos.Ya se han desarrollado sistemas FES totalmente implantables y también se están probando en investigaciones clínicas separadas.
Kochevar da la bienvenida a la nueva tecnología, incluso si requiere más cirugía, que le permitirá moverse mejor ". Esto no reemplazará a los cuidadores", dijo. "Pero, a largo plazo, las personas podrán, ende manera limitada, para hacer más por sí mismos "
La tecnología de investigación BrainGate se desarrolló inicialmente en el laboratorio de la Universidad Brown de John Donoghue, ahora director fundador del Centro Wyss para Bio y Neuroingeniería en Ginebra, Suiza. Los electrodos de grabación implantados se conocen como la matriz de Utah, originalmente diseñada por RichardNormann, distinguido profesor emérito de bioingeniería en la Universidad de Utah.
El informe de hoy lanceta es el resultado de una colaboración de larga data entre Kirsch, Ajiboye y el consorcio multiinstitucional BrainGate. Leigh Hochberg, MD, PhD, neuróloga y neuroingeniera del Hospital General de Massachusetts, la Universidad de Brown y el Centro VA RR&D de Neurorestauración y Neurotecnologíaen Providence, Rhode Island, dirige el ensayo clínico piloto del sistema BrainGate y es coautor del estudio.
"Ha sido tan inspirador ver al Sr. Kochevar mover su propio brazo y mano con solo pensarlo", dijo Hochberg. "Como un participante extraordinario en esta investigación, nos está enseñando cómo diseñar una nueva generación de neurotecnologías que nosotrostoda esperanza algún día restaurará la movilidad y la independencia de las personas con parálisis ".
Otros investigadores involucrados en el estudio incluyen: Francis R. Willett, Daniel Young, William Memberg, Brian Murphy, PhD, y P. Hunter Peckham, PhD, de Case Western Reserve; Jennifer Sweet, MD, de UH; Harry Hoyen,MD y Michael Keith, MD, del Centro Médico MetroHealth y la Facultad de Medicina CWRU; y John Simeral, PhD de la Universidad Brown y el Centro Médico Providence VA.
* PRECAUCIÓN: Dispositivo de investigación. Limitado por la ley federal al uso de investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Case Western Reserve . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :