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Neuroprótesis para la integración hombre-máquina

Ya no sorprende tanto la implantación de extremidades robotizadas para amputados, corazones artificiales, válvulas, bombas de insulina o marcapasos. Sin embargo, el organismo sigue intentando rechazar aquello que no forma parte de la anatomía humana.

Distintos grupos de investigación trabajan en la siguiente generación de implantes con funciones mucho más complejas, como sustituir alguna parte del sistema nervioso. No obstante, el reto al que se enfrentan no es menor: ¿Cómo conseguir unos materiales que “engañen” al cuerpo para que este no desate una brutal respuesta inflamatoria que incluso acabe con la vida del paciente?

Un artículo publicado recientemente por la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME, en sus siglas en inglés)  explica cómo, siguiendo la estela de los actuales implantes  cocleares o de retina, los neurocientíficos ven un horizonte sin límites en el desarrollo de dispositivos que sean capaces de leer señales eléctricas y, especialmente, los mensajes químicos del sistema nervioso para así tratar numerosas enfermedades.

Las prótesis nerviosas deben ser capaces de resistir y funcionar en uno de los entornos más hostiles para un elemento extraño en el cuerpo humano.  Una infección en el cerebro o la médula espinal derivada de estos nervios “artificiales” tendría consecuencias nefastas.

Los investigadores trabajan en la siguiente generación de prótesis biocompatibles



Investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), del Departamento de Energía de Estados Unidos, según refleja el artículo de ASME, trabajan en la búsqueda de nuevos materiales para hacer realidad lo que hasta ahora es una utopía. Apuestan por polímeros que puedan mimetizar el tejido nervioso mejor que los microcables empleados en implantes cocleares y otros implantes cerebrales. Estos polímeros pueden ser más compatibles con el cuerpo humano y su flexibilidad puede mitigar el rechazo.

El mismo lenguaje

Por su parte, Ravi V. Bellamkonda, profesor del Departamento de Ingeniería Biomédica del  Georgia Institute of Technology & Emory School of Medicine (EE.UU.), asegura que la clave reside “en que los nuevos materiales ‘hablen’ un lenguaje diferente en sus funciones biológicas respecto a los polímeros y metales que se emplean hoy. Estamos hablando de que sean capaces de responder a señales celulares concretas. El futuro de los materiales implantables en el cuerpo reside en nuestra habilidad para controlar sus respuestas in vivo, bien sea en su propia estructura o incorporando elementos biológicos en su interior”, afirma Bellakonda, en declaraciones a EFE Futuro.

El investigador cree que “todavía no comprendemos suficientemente bien en el entorno como para diseñar dispositivos que cumplan determinadas funciones.  En el futuro, sabremos por qué ciertos tejidos se autorreparan y otros no y entonces podremos diseñar materiales que ‘curen’ imitando la fisiología humana”.

Ahora mismo, la implantación incluso de materiales de última generación conlleva riesgos inasumibles. Farshid Guilak, jefe de la División de investigación en Ortopedia de la Universidad de Duke (EE.UU.), comenta a esta agencia de noticias que “la degradación de los productos fabricados a partir de biomateriales actuales se traduce en una respuesta inflamatoria que cause severos daños en los nervios y el cerebro”. Aun así se muestra convencido de que llegará el día en que las personas serán “reparadas “ con órganos o tejidos artificiales lo que puede dar lugar a una extensión de la vida sin precedentes en la historia de la Humanidad. “En algunas áreas ya se ha demostrado que es viable que el cuerpo sea reparado por una combinación de células y biomateriales. El mayor reto es que consigamos que estas nuevas tecnologías sean accesibles para todos los pacientes que realmente las necesitan”.

Optimismo

“Soy optimista –añade Bellakonda- en el papel de los biomateriales  para modelar las respuestas biológicas a nuestro gusto. Ya se han conseguido avances en el terreno cardiovascular con las válvulas y los stents (una especie de cilindro que evita que un vaso sanguíneo se obstruya), su penetración en el terreno del sistema nervioso o el tratamiento del cáncer queda en un segundo plano por ahora”.

Los investigadores del LLNL creen firmemente de que los dispositivos en los que trabajan serán implantables en el cerebro o la médula espinal en un nuevo paso en el campo de la rehabilitación. Actualmente desarrollan implantes para recuperar el oído, funciones motoras y de control de vejiga, ayuda a la dicción, control de la depresión y epilepsia.

Y la apuesta va en serio. Cada año, los Institutos de Salud de Estados Unidos dedica 6,5 millones de dólares a la investigación en materia de prótesis nerviosas y destacados centros de investigación ya están inmersos en ensayos clínicos en este campo, según explica el artículo de la ASME.

Foto: Imagen de la V Conferencia Anual de Fronteras en Medicina, organizada por la Universidad de Brown . Firma a Matthias Kulka/Corbis Images (Facilitada por R.Marian)
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