Eduardo Mart¨ªn, neuroingeniero: ¡°Cuando estimulamos la m¨¦dula con electrodos, el est¨ªmulo sube al cerebro y algo?cambia?all¨ª¡±

Eduardo Mart¨ªn Moraud (Madrid, 39 a?os) obtuvo su ingener¨ªa de telecomunicaciones por la Universidad Polit¨¦cnica de Madrid en 2007. En los siguientes tres lustros le dio tiempo a estar y, lo que es m¨¢s relevante, a formarse e investigar, en rob¨®tica humanoide en Kioto (Jap¨®n), en inteligencia artificial en el centro que la Agencia Espacial Europea tiene en Leiden (Pa¨ªses Bajos), con robots capaces de oler en Par¨ªs (Francia) o dise?ando una mano bi¨®nica en la Universidad de Edimburgo (Escocia). En este periplo fue clave su encuentro con el neurocient¨ªfico Gr¨¨goire Courtine, que entonces trabajaba la estimulaci¨®n de la m¨¦dula espinal con electrodos en la Escuela Polit¨¦cnica Federal de Z¨²rich (Suiza). Desde entonces, y previo paso por la Universidad de Oxford, Mart¨ªn encontr¨® algo as¨ª como su vocaci¨®n: del procesamiento digital de la se?al de un teleco, ha pasado a liderar un grupo en el Hospital Universitario de Lausana (Suiza) en el que desarrollan neuropr¨®tesis para enfermos de Parkinson. Su ¨²ltimo logro ha sido ayudar a que una persona con p¨¢rkinson desde hace 25 a?os volviera a caminar.

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P¨¢rkinson: volver a caminar gracias a una pr¨®tesis neuronal

Pregunta. ?C¨®mo acaba un ingeniero de telecomunicaciones investigando el p¨¢rkinson?

Respuesta. Tras licenciarme, me especialic¨¦ en rob¨®tica, hice el proyecto fin de carrera en un centro en Jap¨®n, que utilizaba la rob¨®tica humanoide para entender la locomoci¨®n humana. Era un centro de Kioto muy conocido. En 1998 o 1999, implantaron a un mono y, leyendo su actividad cerebral, controlaron las piernas de un robot en Pittsburgh, en Estados Unidos. Fue uno de los primeros interfaces cerebro-m¨¢quina. Al regresar, trabaj¨¦ en inteligencia artificial en Francia. Con esa orientaci¨®n en principio m¨¢s rob¨®tica, hice el proyecto de master en pr¨®tesis rob¨®ticas. As¨ª que hab¨ªa pasado de teleco, a rob¨®tica, de rob¨®tica a inteligencia artificial y de ah¨ª a neuropr¨®tesis. En ese momento, vi que se ofertaba un puesto para trabajar con [Gr¨¨goire] Courtine. Eso era 2009. Se trataba tambi¨¦n de neuropr¨®tesis, pero una neuropr¨®tesis distinta, ya no era rob¨®tica, era estimulaci¨®n el¨¦ctrica del sistema nervioso humano. Me pareci¨® buena idea ir con ¨¦l y Silvestro Micera, que codirigieron mi tesis, a Z¨²rich. Me encontr¨¦ trabajando con roedores un d¨ªa s¨ª y el otro tambi¨¦n. Nunca hab¨ªa trabajado con animales. Todo el doctorado fue con roedores, que luego lo llev¨¦ a primates y finalmente al primer paciente.

P. ?Qu¨¦ es la estimulaci¨®n el¨¦ctrica de la m¨¦dula?

R. La idea de lanzar impulsos el¨¦ctricos al sistema nervioso existe desde hace 150 a?os. B¨¢sicamente, se ponen unos el¨¦ctrodos de metal, se lanzan impulsos el¨¦ctricos a una cierta frecuencia y se sabe que las neuronas responden. En la ¨¦poca de la URSS, los rusos realizaron muchos experimentos. Hoy en d¨ªa se utiliza para tratar el dolor cr¨®nico. Si no se responde a ninguna medicaci¨®n, la terapia m¨¢s habitual es poner unos electrodos en la m¨¦dula y al estimularla impides que esa se?al llegue al cerebro. Ahora bien, la idea de estimular la m¨¦dula para el control motor no se hab¨ªa llevado a cabo hasta ahora y eso es lo que Courtine y otros han estado desarrollando desde hace 20 a?os.

P. ?Por qu¨¦ estimular la m¨¦dula, en particular la parte baja de la columna?

R. La m¨¦dula lumbar es donde est¨¢n todas las neuronas que controlan las piernas. Cuando quieres andar, el cerebro piensa ¡®voy a andar¡¯, esa se?al baja a lo largo de la m¨¦dula, activ¨¢ndola, y la m¨¦dula lumbar coordina la contracci¨®n de los m¨²sculos. Si se parte, no llega nada a la zona, que sigue viva. La idea es poner el¨¦ctrodos en esa regi¨®n lumbar, estimular con electricidad, reactivarla y, combinada con ejercicios de fisioterapia y rehabilitaci¨®n, recuperar hasta cierto nivel movimientos de las piernas despu¨¦s de una lesi¨®n de m¨¦dula espinal.

¡°La idea es poner electrodos en la regi¨®n lumbar, estimularla con electricidad y reactivarla¡±

P. Pero, ?c¨®mo se coordina esa estimulaci¨®n con la intenci¨®n de caminar?

R. Lo primero que entendimos puede parecer il¨®gico. Hay se?ales que van desde la m¨¦dula hasta el m¨²sculo, nervios que van al m¨²sculo, y luego hay nervios que van desde el m¨²sculo hasta la m¨¦dula. Esta es la parte sensorial. Es decir, si yo estiro un brazo, el m¨²sculo se me est¨¢ estirando y a medida que lo hace, la se?al que est¨¢ enviando a la m¨¦dula cambia, el m¨²sculo le dice a mi m¨¦dula oye, me estoy estirando. Nuestra estimulaci¨®n est¨¢ actuando sobre esta parte sensorial, no en la parte motora. En realidad todos son circuitos reflejos, es decir, si yo estiro una pierna hay un momento en que la m¨¦dula autom¨¢ticamente va a generar un reflejo y va a contraer el m¨²sculo, como cuando te dan un golpe en la rodilla. Cuando conseguimos recuperar una cierta locomoci¨®n en los pacientes es todo a base de reflejos, es decir, estamos estimulando la parte sensorial de manera que cuando una pierna se estira, va a generar un reflejo y la pierna se va hacia adelante.

P. ?Y lo segundo?

R. Lo segundo es que la m¨¦dula tiene una cierta anatom¨ªa. Si yo estimulo una zona lumbar alta, por ejemplo la ra¨ªz L2 o L1, estoy principalmente activando o modulando m¨²sculos que son flexores de la pierna, mientras que si estimulo m¨¢s bajo, a nivel ya lumbar, L5 o sacral, son m¨¢s extensores de la parte inferior de la pierna o del pie. Inicialmente estimul¨¢bamos casi de cualquier manera. Ahora tenemos el¨¦ctrodos posicionados sobre la m¨¦dula de una manera muy precisa y sabemos muy bien qu¨¦ el¨¦ctrodo, en qu¨¦ momento, hay que activar.

P. Y en este proceso, ?cu¨¢ndo entra en juego el cerebro?

R. El tercer elemento es la parte voluntaria. Todo lo anterior es lo que hace la m¨¦dula y c¨®mo la reactivamos. Tenemos v¨ªdeos de ratas o monos paral¨ªticos con un electro en la m¨¦dula que andan aparentemente natural pero no se est¨¢n enterando de nada porque es completamente involuntario. Dependiendo del nivel de la severidad de la lesi¨®n, si es peque?a, queda algo residual que sigue bajando. En ese caso, la estimulaci¨®n aumenta lo que baja de forma natural. Cuando la lesi¨®n es tan brutal que ya no hay nada que baje, puedes estimular todo lo que quieras que no vas a aumentar ninguna se?al descendente. Lo que hicimos en primates y hace unos meses en un primer humano fue poner un implante en el cerebro, un segundo implante, que descodifica su actividad y lo conectamos con el otro implante, el de la estimulaci¨®n medular.

P. ?Es lo que hicieron con los parapl¨¦jicos?

R. El primero fue en 2018, un paciente con una lesi¨®n relativamente peque?a. Estaba paral¨ªtico, pero ten¨ªa cierto control motor que pudimos aumentar. La segunda investigaci¨®n fue con tres pacientes con lesiones mucho m¨¢s severas, ah¨ª ya no hab¨ªa cerebro. Trabajamos con ellos solo estimulaci¨®n medular. Los chicos se entrenaban con la estimulaci¨®n medular y en la calle lo que hac¨ªan era tener un andador con botones. Le daban a un bot¨®n y se activaba la estimulaci¨®n para andar. Iban dando a los botones derecha y izquierda, derecha, izquierda.

P. Pero en un momento dado, reorienta su trabajo hacia el p¨¢rkinson...

R. Ten¨ªa un familiar con la enfermedad y, desde que acab¨¦ el doctorado en 2014, mi idea era aplicar estas terapias a los enfermos con p¨¢rkinson. Courtine estaba convencido de que su enfoque se podr¨ªa usar con ellos. Habl¨¦ con ¨¦l y con Jocelyn Bloch [neurocirujana clave en estos implantes] para empujar esta l¨ªnea. Ahora soy el que lleva esta parte de la investigaci¨®n.

P. ?Cu¨¢ndo creen que se puede trasladar lo aprendido con los parapl¨¦jicos al p¨¢rkinson?

R. Entre 2017 y 2019 estuvimos haciendo ensayos en primates. Los monos no desarrollan la enfermedad de Parkinson, pero se la puedes inducir con una toxina que mata las neuronas dopamin¨¦rgicas, que es lo que sucede con el p¨¢rkinson. Por desgracia, les induces una enfermedad, pero te permite verificar si la idea terap¨¦utica funciona. Despu¨¦s les colocamos implantes con tres objetivos. Primero, saber si les duele. Los paral¨ªticos no sienten pero un paciente de p¨¢rkinson s¨ª que va a sentir. Lo segundo era ver si el concepto de estimular los reflejos se manten¨ªa. Podr¨ªa haber una degeneraci¨®n en la m¨¦dula que lo impidiera. Y tercero, si no les duele y se mantiene la base biol¨®gica, hab¨ªa que lograr modular la respuesta. Tocaba probarlo en humanos. Implantamos a Marc [paciente con p¨¢rkinson desde hac¨ªa 25 a?os] en 2021. Hicimos la rehabilitaci¨®n y volvi¨® a su casa. Ahora seguimos en contacto para ver c¨®mo avanza o cambiar la configuraci¨®n de los par¨¢metros, porque el p¨¢rkinson va cambiando. Me escribi¨® hace unos d¨ªas dici¨¦ndome: ¡®acabo de correr 100 metros sin caerme¡¯.

P. ?Qu¨¦ se le puede decir a los parapl¨¦jicos medulares y a los enfermos con p¨¢rkinson que le lean?

R. No hace mucho fui a dar una charla a la asociaci¨®n de parapl¨¦jicos de Madrid y otra en Toledo [al Hospital Nacional de Parapl¨¦jicos]. Con ellos ya hemos calibrado las expectativas y el ritmo de avance. Con la gente con p¨¢rkinson es otra cosa. Creo que nunca se hab¨ªan dado por aludidos cuando se hablaba de estos temas. Creo incluso que es m¨¢s complicado porque las lesiones medulares las sabemos evaluar. Haces una resonancia y una evaluaci¨®n y sabes si la persona tiene control motor residual. Adem¨¢s son pacientes que despu¨¦s de la lesi¨®n van a recuperar hasta que llegan a lo que llamamos una meseta y ya no cambian mucho m¨¢s. As¨ª es m¨¢s f¨¢cil trabajar. El problema con los pacientes de p¨¢rkinson es que llamamos ¡°p¨¢rkinson¡± a muchas cosas. Tienes pacientes j¨®venes y mayores, con un perfil m¨¢s de temblor y gente que no tiembla, con m¨¢s rigidez y lentitud de movimientos. Luego los hay que evolucionan en 10 a?os y otros que se pasan 25 a?os. Y despu¨¦s tenemos a los que desarrollan problemas de locomoci¨®n y los que no. El caso t¨ªpico es el del freezing, cuando se quedan bloqueados. Es algo que no sabemos tratar hoy. El neur¨®logo sabe que ese se?or se va a caer, que se puede romper una cadera, pero lo m¨¢s que puede hacer es recomendarle que lleve un andador y tenga cuidado.

¡°Como toda herramienta, es posible que no sirva para todo el mundo, es importante tener esto en mente¡±

P. Y sus electrodos evitan el bloqueo...

R. Lo que hemos entendido con este paciente es que no lo entendemos todo todav¨ªa. Ten¨ªa asimetr¨ªa, es decir, muy afectado de un lado. Ten¨ªa mucha inestabilidad, con lo que se ca¨ªa con frecuencia. Y, tambi¨¦n mucho freezing. Los dos primeros problemas, sabemos c¨®mo los hemos mejorado a base de estimular la m¨¦dula y jugando con sus reflejos. Con el bloqueo, no sabemos por qu¨¦ mejora y no creo que se deba ¨²nicamente a la estimulaci¨®n medular. A mi parecer, cuando estimulamos la m¨¦dula, el est¨ªmulo tambi¨¦n sube al cerebro y esto est¨¢ cambiando algo all¨ª que hace que mejore el bloqueo. Hoy en d¨ªa el p¨¢rkinson se trata bastante bien a base de dopamina y cuando deja de funcionar, est¨¢ la estimulaci¨®n cerebral profunda y cuando eso no funciona, hay bombas de duodopa. Lo que sucede es que no hab¨ªa una herramienta para los problemas de locomoci¨®n y es lo que aportamos ahora nosotros. Pero como toda herramienta, es posible que no sirva para todo el mundo. Es importante tener esto en mente. De ah¨ª que ampliemos la investigaci¨®n a otras seis personas a partir de enero. Buscaremos perfiles diferentes entre s¨ª. En esta segunda fase ya contaremos con sistemas de electrodos espec¨ªficamente dise?ados para los pacientes de p¨¢rkinson.

P. ?C¨®mo est¨¢ la investigaci¨®n espa?ola en este ¨¢mbito?

R. Hay centros muy buenos, con muy buenos colegas all¨ª. No es que haya una gran diferencia necesariamente con respecto a Suiza en s¨ª. Es cierto que no tiene porqu¨¦ haber gente trabajando en este campo en concreto. Pero en Madrid y otros sitios hay grupos trabajando con el p¨¢rkinson. Es el caso del CINAC [Hospital Universitario HM Puerta del Sur], el centro de Jos¨¦ Obeso, neur¨®logo reconocido a nivel mundial. Ellos trabajan en lo que llaman ultrasonidos focalizados. Como el CINAC, hay otros en Barcelona y en Valencia tambi¨¦n muy buenos. Creo que Espa?a en esto, es bastante puntera. No es tanto el lugar, es la capacidad de encontrar el entorno, es decir, la raz¨®n por la que yo estoy aqu¨ª, y a veces soy un poco reticente a volver, es que s¨¦ lo dif¨ªcil que es encontrar un entorno tan favorable para este tipo de trabajos, sobre todo siendo ingeniero.

P. ?Y el dinero?

R. Quiz¨¢s sea lo m¨¢s dif¨ªcil [en Espa?a], la financiaci¨®n. Este tipo de ensayos cl¨ªnicos son muy caros. Solo un implante cuesta 50.000 euros. Nosotros pagamos todo, hablamos de cientos de miles de euros por paciente y cuando las becas o la financiaci¨®n que dan son, ponle, 100.000 euros, con eso no vas a ning¨²n lado, no te cubre ni un solo paciente. Hay pagar la tecnolog¨ªa, la cirug¨ªa, la hospitalizaci¨®n, a los fisioterapeutas... En Espa?a se da dinero, hay becas, pero depende del nivel del estudio. Hay estudios que a lo mejor se hacen con 20.000 euros, pero a nosotros nos acaban de dar un mill¨®n y pico para seis pacientes. Ese aspecto s¨ª que limita un poco las cosas en Espa?a, pero aclaro que me fui en 2005, hace tiempo que no vivo all¨ª, seguro que tambi¨¦n hay proyectos excelentes en Espa?a que quiz¨¢s yo no conozco y que tienen una financiaci¨®n buena.

P. Pero si su sistema sirve para otros enfermos, el retorno econ¨®mico y social ser¨¢ grande...

R. Cuando un paciente llega a estos niveles de enfermedad y pierde la independencia, es decir que empieza a depender de su familia, de las asociaciones, de las residencias, sale muy caro para el paciente, para la familia, para la sociedad y para el sistema de salud. Poder ganar a?os de independencia, que sean capaces de salir a la calle, de caminar, de que no tengan ca¨ªdas... les ayuda, ayuda a las familia y nos ayuda a todos.

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