Esta es la historia de un niño que pasaba tardes enteras en el Museo de Historia Natural. No en el de Nueva York, sino que en el de Quinta Normal. Se preguntaba por el milagro del movimiento. ¿Cómo era posible que ese esqueleto de ballena alguna vez navegara por el mar? Le encantaban los dinosaurios, los mamuts y sus pisadas fantásticas.

Pero había algo que a Rómulo Fuentes (39) todavía le fascinaba más y que marcaría su destino como neurocientífico: el milagro de la locomoción humana. Casi 30 años después de sus visitas al museo, Fuentes es parte de la única selección multinacional que va a Brasil 2014. El DT de este singular team es el científico brasileño Miguel Nicolelis, pionero en el campo de la neuroingeniería y varias veces candidato al Nobel de Medicina. ¿El gol que buscan marcar? Volver a poner de pie a un joven parapléjico.

El proyecto WAP (Walk Again Project) entró en su fase definitiva. A fines de noviembre fue presentado en París el exoesqueleto que permitirá a personas con daño severo en la médula espinal controlar nuevamente las extremidades de su cuerpo.

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Inspirado en el sistema locomotor de los invencibles insectos, un exoesqueleto es un traje robótico articulado (neuroprótesis) que entrega soporte a los pacientes y, lo más espectacular, bypasea el daño neurológico producido por un accidente o una enfermedad como puede ser la Esclerosis Múltiple o el Parkinson. Gracias a una interface cerebro-máquina que Nicolelis viene desarrollando hace dos década, los impulsos eléctricos de la corteza motora del cerebro (área encargada de los movimientos voluntarios) son captados, procesados y transferidos a los comandos de esta neuroprótesis revolucionaria.

La idea del brasilero es que un grupo de jóvenes con discapacidad motora dé el puntapié inicial en la ceremonia de apertura de la Copa del Mundo 2014; vestidos con la camiseta verde amarela y en un escenario vibrante ante miles de millones de espectadores del mundo entero. Cuando a comienzos de este año Nicolelis reunió en Sao Paulo a todos los nominados a su equipo, se emocionó hasta las lágrimas. Carismático, patriota y futbolero (es fanático del Palmeiras) entregó los lineamientos finales del proyecto con una frase al estilo Neil Armstrong: este puntapié inicial corresponderá a un gran paso para toda la ciencia y la humanidad.

Allí estaba el chileno Rómulo Fuentes. “Walk Again Project está dirigido a la sociedad y no al ámbito de la ciencia. Quiere mostrar cómo los avances desarrollados en un laboratorio de neuroingeniería son útiles para combatir uno de los mayores problemas médicos en el mundo: la pérdida de movimiento”, explica Fuentes desde el Instituto de Neurociencia Edmond and Lily Safra que lidera en Natal como su director científico.

Si Nicolelis es el DT de esta selección, Fuentes es su preparador físico. Claro que no uno convencional, sino uno que entrena a sus jugadores con avatares en una sala que parece salida de una película de ciencia ficción. La forma en que una orden de la mente viaja hasta una mano o un pie era otro asunto que, junto a la ballena, fascinaba a Rómulo Fuentes.

Cuando a los 8 años el hoy científico partió a Suecia y luego a Moscú por el exilio de su padre, inició también un viaje por los misterios del movimiento. En la desaparecida Unión Soviética recibió una educación donde la ciencia era parte de la vida cotidiana. Todavía recuerda a sus amigos poniendo un motor a una escobilla y ¡maravilla de maravillas! lograban que el humilde objeto se desplazara gracias a la vibración de sus cerdas. Allá reinaba la disciplina. “Ser hijo del rigor me sirvió mucho en mi desarrollo como científico”, explica. También estaba la carrera espacial y, aunque hace rato que los norteamericanos habían dado su primer paso en la Luna, la competitividad tecnológica era algo que se respiraba.

En el siglo XXI la carrera es quién logra que una persona con daño motor dé su primer paso, aquí, en la Tierra. Existen varios programas en marcha pero, hasta el momento, ninguno ha tenido resultados satisfactorios. “Todavía no es posible la regeneración de tejidos dañados (con células madre, por ejemplo) y por eso las esperanzas están puestas en un exoesqueleto”, explica Fuentes.

Estas neuroprótesis se desarrollan simultáneamente en varios laboratorios del mundo. Uno de ellos es el liderado por el doctor Gordon Cheng, de la Universidad Tecnológica de Munich (Alemania), amigo personal de Nicolelis y parte de WAP. El es otro de los puntales de este seleccionado científico. También Hannes Bleuler, del Centro de Neuroprótesis de la Escuela Politécnica de Lausanne (Suiza), y —claro— Rómulo Fuentes en Natal.

El DT Nicolelis se mueve constantemente entre el Centro de Neuroingeniería de la Universidad de Duke (EE.UU.), que codirige, y la sede central del WAP, en Sao Paulo (Brasil), ciudad donde se seleccionará a los jóvenes de la AACD (institución equivalente a la Teletón en Chile) que vestirán el exoesqueleto y serán entrenados tanto por kinesiólogos como por expertos en crear mundos fantásticos.

En 1988 Fuentes retornó a Chile y entre los reencuentros familiares hay uno que lo marcó: la visita a un tío confinado en una silla debido al Parkinson. “Fue una imagen muy fuerte de lo que es el desamparo de la inmovilidad”, reflexiona. Claro que también hay recuerdos alegres, como la profesora del Liceo de Aplicación Any Gutiérrez animándolo a participar en las Olimpiadas de química, con gran éxito.

Las ciencias exactas resultarían demasiado áridas. A Fuentes le gustaba hurgar en el comportamiento de las personas y un día entendió que, para comprender asuntos complejos como las motivaciones o los deseos, necesitaba partir por lo básico, es decir, por los hilos invisibles del movimiento.

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Finalmente, ingresó a la Escuela de Bioquímica de la Universidad de Chile en un momento en que existía gran expectación por los avances que la neurociencia. Tal como había ocurrido en los ’70 con la sicología social, varios grupos se reunían a discutir, claro que esta vez, sobre los avances en las ciencias del cerebro. Uno de estos clanes era liderado por el actual director del Centro de Neurociencias Integradas, Pedro Maldonado, quien venía llegando de Estados Unidos con los últimos avances en electrofisiología. Ya no sólo era posible conocer la descarga eléctrica de una neurona solitaria, sino que también de un conjunto de ellas y, de esta forma, ‘leer’ las órdenes del cerebro.

El hito definitivo ocurrió el 2005 cuando Fuentes partió becado a Carolina del Norte (EE.UU.) a trabajar en el equipo de Nicolelis. A esa época corresponde su investigación sobre un nuevo método para curar el Parkinson. El estudio —portada de la revista Science el 2009— propone que la neuroestimulación de la médula espinal a través de un electrodo implantado en la columna puede disminuir algunos de los síntomas invalidantes de la enfermedad: “Quizá la postal de desamparo de mi tío y mi abuela, quien también sufrió Parkinson, influyó en mi línea de estudio, pero conscientemente lo que más me motiva es que, junto con el Alzheimer, son enfermedades neurodegenerativas para las que todavía no existe cura y que afectan a todo el entorno familiar”.

Fuentes se declara un admirador del trabajo de Nicolelis en el desarrollo de interfaces cerebro-máquina. Se trata de una técnica que extrae las señales eléctricas del cerebro para que un dispositivo realice la acción deseada; es decir, ‘lea los pensamientos’ y a continuación ejecute movimientos voluntarios como caminar o tomar un objeto. El dispositivo puede ser una silla de ruedas, un brazo robótico o un complejo exoesqueleto. También un robot que trabaja en otra galaxia o uno que opera al interior del cuerpo humano, donde la mano del cirujano no puede llegar.

El equipo de Nicolelis logró que un mono sintiera gracias a un brazo virtual controlado por su cerebro. La hazaña fue publicada por la revista PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) el 2011 y se trata del experimento que Fuentes elige como su favorito.

En un estudio anterior ya un primate había aprendido a manejar un avatar sólo con la fuerza de su voluntad. “Pero lo más increíble de este otro trabajo es que, mientras su avatar explora en la pantalla, el cerebro del mono es capaz de descifrar información relacionada con el sentido del tacto sin necesidad de estimular directamente la piel, sino mediante la microestimulación de las áreas del cerebro que procesan las señales táctiles acopladas a lo visual”, explica Fuentes todavía asombrado.

Por primera vez se conseguía la retroalimentación somatosensorial con una interface cerebro-máquina, algo clave en la creación de prótesis robóticas, ya que permitirá a sus usuarios interactuar con el medio ambiente sin depender sólo de la vista.

Y los avances siguen. La revista Science Translational Medicine acaba de publicar una investigación inédita donde un primate manipula con su mente las dos manos de un avatar. Es decir, usó coordinadamente ambos hemisferios de su cerebro. Este hito era, según el equipo de Walk Again Project, el que faltaba para finalizar el software del exoesqueleto. Para vestirlo, los pacientes usarán un casco, similar al de los ciclistas, con electrodos que captarán las señales cerebrales. Estos no se implantarán directamente en la corteza, sino que se recurrirá a los últimos avances de registro electrofisiológico no invasivo.

Las órdenes se procesan y envían a un comando que, a su vez, las redirige a las articulaciones de la prótesis. Se trata de movimientos estereotipados que la médula espinal realiza automáticamente. Sin embargo, como en el caso de los pacientes con daño neurológico este circuito se interrumpe, el software del exoesqueleto (que tendrá el tamaño de un celular) se encarga de ejecutarlos. En otras palabras, el cuerpo del usuario ‘se dejará llevar’ por el traje para poder levantarse, caminar y, finalmente, dar el puntapié inicial de la Copa del Mundo 2014.

Los jóvenes podrán pesar hasta 70 kilos y alcanzar 1.70 de estatura. Además, su daño medular deberá ser severo, aunque incompleto, es decir, con algún grado de sensibilidad por debajo de la lesión. Claro que no se trata de llegar y ponerse un exoesqueleto. Antes de salir a la cancha hay que entrenarlo de una forma muy particular. Veamos cómo.

En la novela Dune (Frank Herbert, 1965 )el potencial de la ciencia es llevado al máximo. Se trata de uno de los libros favoritos de un Rómulo Fuentes adolescente. Sin embargo la versión cinematográfica de David Lynch lo decepcionó. Ese mundo y sus personajes no eran como los había imaginado cuando leyó la obra.

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Lo curioso es que hoy el científico enfrenta un desafío similar al que en su momento encaró el cineasta: llevar a la pantalla un universo fantástico habitado por personajes complejos, súper máquinas dotadas de cerebros humanos. En su laboratorio de Natal Fuentes trabaja en un mundo virtual para que los jóvenes que usen el exoesqueleto aprendan a dar sus primeros pasos en un ambiente controlado. Esta ‘Caverna de Entorno Virtual’, como la llama Nicolelis, cuenta con una silla de comando y pantallas completas en todos los muros (incluido suelo y techo) que representan el ‘mundo’; además de una pantalla pequeña, al estilo del visor de Robocop, que informa la posición en este miniuniverso.

“El portador del exoesqueleto sentirá que entra a un estadio con una multitud enfervorizada cantando, gritando (hay ocho parlantes en la sala). Sentirá los flashes de las cámaras en la cara y el sonido lo seguirá según se mueva. Todo es muy real”, relata el científico.

Además, el traje contará con sensores que retroalimentarán el cerebro (el joven paralítico deberá sentir la presión de una pelota en su pie, por ejemplo) para hacer todo el proceso más fluido. Porque, tal como explica Fuentes y lo expone Nicolelis en una emocionante charla de TED, nuestra imagen corporal, nuestro sentido del ‘yo’, no termina en la última célula de la epidermis, sino que se extiende hasta todo lo que el cerebro humano es capaz de crear: música, arte o una linda jugada en un mundial.