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Una prótesis para el equilibrio
Imagina un mundo donde la tierra vaciló con cada paso, donde no podrías distinguir entre arriba y abajo en una habitación oscura, o donde caminar sobre una alfombra suave te hiciera perder el equilibrio. Esa es la realidad para las personas que han perdido la función del sistema vestibular, parte del oído interno que controla el equilibrio.
Los neurocientíficos de Massachusetts Eye and Ear Infirmary, en Boston, se están preparando para probar una nueva prótesis que podría ayudar. En un mes, Dan Merfeld activará el interruptor de un dispositivo experimental implantado en un mono rhesus cuyo propio sistema vestibular ha sido desactivado. Merfeld y su colaborador Richard Lewis Espero que el dispositivo haga para equilibrar lo que el implante coclear ha hecho para la audición. Si podemos demostrar que podemos mejorar el equilibrio en los monos, eso sería un estímulo para pasar a los ensayos clínicos, dice Lewis, un científico y otoneurólogo (un neurólogo que se especializa en enfermedades del oído).
El implante coclear, un dispositivo electrónico implantado quirúrgicamente que da a las personas sordas un sentido del sonido, ha sido la prótesis neural de mayor éxito hasta la fecha. Merfeld, Lewis y otros están aprovechando las tecnologías desarrolladas para ese implante para crear una prótesis similar para el sistema vestibular.
El oído interno funciona como un giroscopio. Tres estructuras orientadas ortogonalmente, llamadas canales semicirculares, detectan la orientación de la cabeza a través del movimiento del fluido dentro de los canales. Los nervios conectados a estas estructuras envían un tren de señales neuronales al cerebro, que integra esa información con señales visuales y otras señales para mantener el equilibrio y estabilizar la visión, por ejemplo, para mantener nuestros ojos enfocados en un punto mientras caminamos, eliminando el nerviosismo. , efecto de cámara de mano que de otro modo podríamos percibir. Cuando se destruye el sistema vestibular, pueden producirse graves problemas de equilibrio. A veces, este trastorno es un efecto secundario de los antibióticos. También puede ser causado por un traumatismo, una infección y algunas enfermedades. Por ejemplo, más de 500.000 personas en los Estados Unidos padecen la enfermedad de Meniere, una enfermedad particularmente debilitante del oído interno.
Los pacientes pueden permanecer con síntomas de desequilibrio, que a veces es paralizante, para siempre, dice Timothy E. Hullar , otorrinolaringólogo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, en St. Louis. Como médico con varios pacientes con pérdida vestibular bilateral, estoy muy emocionado de pensar que en unos años las prótesis podrían ser una opción de tratamiento.
La relativa simplicidad del sistema vestibular lo convierte en un objetivo ideal para las prótesis. El canal orientado horizontalmente, por ejemplo, detecta el movimiento de izquierda a derecha, como un movimiento negativo de la cabeza. Las neuronas que se conectan a este canal envían pulsos eléctricos al cerebro a una frecuencia alta cuando la cabeza gira hacia la izquierda y a una frecuencia baja cuando gira hacia la derecha. La prótesis de Merfeld imita este sistema de señalización: un sensor de movimiento en la cabeza mide la rotación y envía esa información a un microprocesador que la convierte en impulsos eléctricos, que se transfieren a un electrodo implantado en el oído interno.
Investigaciones anteriores han demostrado que el dispositivo puede ayudar a los monos ardilla que tenían parte de su sistema vestibular disfuncional. Cuando se encendió el dispositivo, el reflejo vestibuloccular de los monos mejoró, lo que significa que podían mantener mejor sus ojos estables mientras sus cabezas se movían. (Hasta ahora, los investigadores han apuntado solo a uno de los canales con su prótesis. Otros científicos que trabajan en el campo han apuntado a los tres canales en roedores).
El equipo ahora quiere determinar qué tan bien el dispositivo puede tratar otros síntomas de trastornos vestibulares, como el equilibrio y la percepción. (El cerebro usa información del sistema vestibular para controlar tanto los músculos que mueven los ojos como los músculos posturales que nos mantienen erguidos).
Medir estos sentidos ha resultado difícil de hacer, incluso en humanos. Manejamos nuestro sistema vestibular, a diferencia de la visión o la audición, en gran parte de manera inconsciente, lo que dificulta que las personas informen cuantitativamente lo que perciben, dice Christopher Platt, quien supervisa la investigación vestibular y del equilibrio en el Instituto Nacional de Sordera y Otros Trastornos de la Comunicación . Así que Merfeld y Lewis probarán su prótesis en el mono rhesus, que puede entrenarse para realizar pruebas complejas. Para probar el equilibrio, por ejemplo, a los animales se les enseña a pararse con una extremidad en cada una de las cuatro pequeñas plataformas que se mueven individualmente, dando la ilusión de un terremoto. Luego, los investigadores miden la capacidad del animal para mantener el equilibrio en respuesta a los movimientos. Para medir la percepción, a los animales se les enseña a girar el volante para orientar verticalmente una línea en la pantalla de una computadora. Sin otras señales visuales, un mono o una persona sin función vestibular orientará la línea en el mismo ángulo que la cabeza.
Eso es muy importante porque significa que pueden probar a los monos con exactamente las mismas pruebas que les dan a los humanos y obtener una mejor estimación de qué tan bien está funcionando su dispositivo, con la esperanza de que pueda ser transferible en humanos, dice Platt.
Si todo va bien en los experimentos iniciales, los investigadores esperan aumentar la complejidad del dispositivo, apuntando a los tres canales del oído interno y, finalmente, a otras estructuras. Ni el grupo de Merfeld ni otros que trabajan en el campo se han centrado todavía en un segundo conjunto de estructuras vestibulares, los órganos otolíticos, que detectan la aceleración lineal de la cabeza.