Investigadores de la Universidad de Osaka, en Japón, en colaboración con la Universidad de Cambridge, en Reino Unido, han descubierto que una 'reorganización' del cableado del cerebro es la causa subyacente del dolor del miembro fantasma, que ocurre en la gran mayoría de las personas a las que se les han amputado las extremidades, y un potencial método para tratarla, que utiliza técnicas de inteligencia artificial.
Los científicos utilizaron una interfaz cerebro-máquina para entrenar a un grupo de diez personas para que controlaran un brazo robótico con el cerebro. De esta forma, encontraron que si un paciente intentaba controlar la prótesis asociando el movimiento con su brazo perdido aumentaba su dolor, pero el entrenamiento para asociar el movimiento de la prótesis con la mano no afectada disminuyó su dolor.
Sus resultados, publicados en la revista 'Nature Communications', demuestran que en pacientes con dolor crónico vinculado a la amputación o la lesión del nervio, hay 'cables cruzados' en la parte del cerebro relacionada con la sensación y el movimiento y que mediante la reparación de la interrupción puede tratarse el dolor. Los hallazgos también podrían aplicarse a las personas que tienen otras formas de dolor crónico, como el dolor por la artritis.
Aproximadamente, se realizan 5.000 amputaciones en Reino Unido cada año, y las personas con diabetes tipo 1 o tipo 2 están especialmente en riesgo de necesitar una amputación. En la mayoría de los casos, los individuos a los que se les ha amputado un brazo o una mano o que han sufrido lesiones nerviosas graves que dan lugar a pérdida de sensibilidad en la mano, siguen sintiendo la existencia de la mano afectada como si todavía estuviera allí. Entre el 50 y el 80 por ciento de estos pacientes sufren dolor crónico en la mano 'fantasma', conocido como dolor del miembro fantasma.
'A pesar de que la mano no está, las personas con dolor del miembro fantasma todavía se sienten como si tuvieran una mano allí, que básicamente se siente dolorosa, como una sensación de ardor o como hipersensible al dolor, y los analgésicos convencionales no son eficaces como tratamiento --explica el coautor del estudio, el doctor Ben Seymour, neurocientífico del Departamento de Ingeniería de Cambridge--. Queríamos ver si podíamos llegar a un tratamiento basado en la ingeniería en comparación con un tratamiento a base de medicamentos'.
Entrenamiento del cableado cerebral
Una teoría popular sobre la causa del dolor de miembro fantasma es un 'cableado' defectuoso de la corteza sensoriomotora, la parte del cerebro que se encarga de procesar los estímulos sensoriales y ejecutar los movimientos. En otras palabras, hay una falta de coincidencia entre un movimiento y la percepción de ese movimiento.
En el estudio, Seymour y sus colegas, dirigidos por Takufumi Yanagisawa, de la Universidad de Osaka, emplearon una interfaz cerebro-máquina para decodificar la actividad neuronal de la acción mental necesaria para que un paciente mueva su mano 'fantasma' y luego convertir el movimiento decodificado de la mano fantasma en el de la neuroprótesis robótica empleando técnicas de inteligencia artificial.
'Vimos que cuanto mejor consiguió su lado afectado del cerebro usar el brazo robótico su lado afectado del cerebro, peor era su dolor -relata Yanagisawa--. El movimiento de la parte del cerebro está trabajando muy bien, pero no están recibiendo la retroalimentación sensorial, luego hay una discrepancia allí'.
Entonces, los científicos alteraron su técnica para entrenar el lado 'equivocado' del cerebro: por ejemplo, un paciente al que le faltaba el brazo izquierdo fue entrenado para mover el brazo protésico mediante la decodificación de los movimientos asociados con su brazo derecho, o viceversa. Cuando fueron entrenados con esta técnica contraria a la intuición, notaron que su dolor se redujo significativamente.
A medida que los pacientes aprendieron a controlar el brazo de esta manera, aprovecharon la plasticidad --la capacidad del cerebro para reestructurar y aprender nuevas cosas-- de la corteza sensoriomotora, lo que muestra una clara relación entre la plasticidad y el dolor.
Aunque los resultados son prometedores, Seymour advierte que los efectos son temporales y requieren un equipo médico costoso para ser efectivo, aunque cree que un tratamiento basado en la técnica podría estar disponible dentro de entre cinco a diez años.
'Idealmente, nos gustaría ver algo que la gente pudiera tener en casa o que se pudiera incorporar en los tratamientos fisioterapéuticos -apunta--. Sin embargo, los resultados demuestran que la combinación de técnicas de inteligencia artificial con las nuevas tecnologías es una vía prometedora para el tratamiento del dolor y un área importante para la investigación futura en colaboración de Reino Unido y Japón'.