Avances hacia las pr¨®tesis que obedecen a los nervios

Un manual de instrucciones sobre c¨®mo mover un dedo no ser¨ªa nada simple: deber¨ªa explicar c¨®mo nace la orden en el cerebro, en forma de debil¨ªsima se?al el¨¦ctrica; c¨®mo se transmite de neurona a neurona hasta dar con el camino correcto, nervio abajo, y c¨®mo, all¨¢ por la mano, elige entre todas las posibles v¨ªas justo las conectadas a las fibras musculares que obedecer¨¢n contray¨¦ndose. Teniendo en cuenta que en el nervio existen miles de terminaciones neuronales que llevan informaci¨®n, y que todo debe hacerse en escasos milisegundos, mover un dedo no es tarea f¨¢cil. Y aun as¨ª, en reproducir artificialmente al menos parte del proceso se basan las futuras pr¨®tesis neurales que aspiran a imitar el movimiento natural sin que su portador deba hacer m¨¢s que desearlo.

No es correcto, sin embargo, pensar en androides de pel¨ªculas futuristas ni, sobre todo, en resultados inmediatos.

Grupo pionero

Uno de los grupos pioneros en estos trabajos, el estadounidense Gregory Kovac, de la Universidad de Stanford, consigui¨® hace a?os registrar la se?al el¨¦ctrica de nervios de animales vivos mediante electrodos unidos al extremo seccionado -colocados lo m¨¢s cerca posible del tejido, pero sin da?arlo-. Ahora el juego est¨¢ en encontrar mejores materiales biocompatibles, perfeccionar las t¨¦cnicas de fijado al tejido nervioso o desarrollar la compleja circuiter¨ªa que llegar¨¢ hasta la pr¨®tesis. Por ahora, todos est¨¢n demasiado. entretenidos en el primer tramo del circuito como para ocuparse de la ¨²ltima parte.Cada elemento del dispositivo deber¨¢, adem¨¢s, ser min¨²sculo: ¨¦sta es una tecnolog¨ªa llena de prefijos micro-. Los di¨¢metros del cuerpo de las neuronas oscilan entre las 5 y las 100 micras (mil¨¦simas de mil¨ªmetro), y la se?al bioel¨¦ctrica -de microamperios- deja de detectarse en cuanto el microelectrodo se aleja apenas 10 o 20 micras del ax¨®n (la terminaci¨®n neuronal que junto con otras miles va empaquetada en los nervios).

Al contrario que en las pr¨®tesis que detectan la actividad el¨¦ctrica muscular, "en las pr¨®tesis neurales hay muchos electrodos, y cada uno registra la se?al de unos pocos axones como m¨¢ximo. Aunque no se detecte la se?al individual de los miles de axones de un nervio, registrar 90 o 100 ya implica una gran mejora, un grado de libertad mucho m¨¢s amplio para la pr¨®tesis", explica el neurofisi¨®logo de la Universidad de La Laguna Manolo Rodr¨ªguez.

El grupo multidisciplinar coordinado por este experto ha construido un prototipo con el que registr¨® hace unos meses la se?al de nervios ci¨¢ticos de ratas. Junto con Carlos Gonz¨¢lez y Juan Santos, de la Escuela de Telecomunicaci¨®n de Madrid, y un equipo de inform¨¢ticos de las universidades de Las Palmas y La Laguna, desarrollaron un sensor con t¨¦cnicas de microlitofotografia -las usadas para hacer los chips inform¨¢ticos- en el que hasta 96 electrodos de oro, con una superficie de registro de 10 x 10 micras, se distribuyen sobre una superficie blanda de polimida (un tipo de pl¨¢stico). Lo conectaron despu¨¦s con cables al resto de los elementos.

Por ahora, lo ¨²nico que va por dentro es el sensor. Fuera, todav¨ªa a tama?o natural, van el filtro y el amplificador, el conversor y el ordenador. "Nuestro sistema toma 40.000 muestras por segundo en cada uno de los 96 canales, con una resoluci¨®n de 16 bits", se?ala Rodr¨ªguez.

Los problemas, o al menos las cuestiones en las que este grupo sigue trabajando, son, por ejemplo, los algoritmos de clasificaci¨®n de se?ales empleados por el ordenador. La responsabilidad de esto recae sobre redes neuronales complejas, y no es poca: deben aprender a separar la se?al que, procediendo de un mismo electrodo, es de axones distintos y son, por tanto, diferentes ¨®rdenes entremezcladas. Un error del sistema al identificar la neurona que env¨ªa la se?al significar¨ªa, por ejemplo, mover un dedo distinto al deseado.

Tambi¨¦n las t¨¦cnicas de fijado al tejido nervioso necesitan m¨¢s experimentos. El grupo de Tenerife simplemente insert¨® su sensor en el nervio y el tejido conjuntivo se ocup¨® de fijarlo creciendo a trav¨¦s de min¨²sculas ventanas en la base de polimida. Ahora probar¨¢n con otro m¨¦todo basado en la capacidad de regeneraci¨®n del ax¨®n seccionado.