Cómo superar la discapacidad motora con la fuerza del pensamiento

Antecedentes

Cyberkinetics Neurotechnology Systems Inc. (CNS) es un laboratorio de investigación con sede en Foxborough, Massachusetts (los Estados Unidos de América). John Donoghue, un neurocientífico que sentía el deseo de un pionero por descubrir la forma en la que los pensamientos humanos se convierten en acciones, fue uno de los fundadores de CNS. Ese laboratorio lleva a cabo ensayos clínicos en biónica (también denominada biomimética), es decir, la aplicación de métodos y sistemas biológicos para diseñar y crear tecnología. El principal objetivo del laboratorio es la creación de programas informáticos innovadores que puedan utilizarse para mejorar la calidad de vida de las personas con discapacidad motora grave.

Sistema para mover las extremidades y los dedos, diseñado por Cyberkinetics Neurotechnology Systems Inc (Foto: CNS).

Invención

La invención más destacada de CNS en este sector es una interfaz extraordinaria que conecta el cerebro con una computadora (brain-computer interface, BCI), denominada BrainGate Neural Interface System (BrainGate).

La interfaz Brain Gate y su sucesora, BrainGate2, son un dispositivo que puede leer las señales neuronales transmitidas por el cerebro de una persona discapacitada físicamente, permitiendo al usuario manejar el cursor de una computadora y, mediante un clic, tomar decisiones entre diferentes opciones de una interfaz con iconos. El dispositivo BCI funciona mediante un sensor más pequeño que una lente de contacto, que se implanta quirúrgicamente en la zona de la corteza motora (la parte del cerebro responsable del movimiento) de la persona discapacitada.

Los milimétricos electrodos de este sensor registran las señales eléctricas que envía el cerebro, que consisten en pensamientos que pueden referirse al simple deseo de moverse hacia arriba, hacia abajo, a la derecha, a la izquierda, de forma rápida o lenta. Estas señales o pensamientos se transmiten a un “descodificador” (computadoras y programas informáticos que transforman las señales cerebrales en órdenes útiles para un dispositivo externo) que las interpreta. El dispositivo externo, por ejemplo una computadora tradicional de escritorio, una silla de ruedas con motor o un brazo robótico, ejecuta a continuación las instrucciones que les dan los usuarios discapacitados, es decir las acciones que no pueden realizar por sí mismos, por ejemplo, encender un interruptor de luz, manejar una silla de ruedas, escribir y enviar un correo electrónico o llamar por teléfono. Todo esto se lleva a cabo tan solo con un pensamiento del usuario sobre la acción que quiere realizar; a continuación, la interfaz BrainGate traduce este pensamiento en órdenes informáticas, y el dispositivo externo ejecuta las instrucciones y lleva a cabo la acción.

Tras los ensayos clínicos, el dispositivo BCI logró resultados revolucionarios. La interfaz promete mejorar notablemente la calidad de vida de los parapléjicos, los tetrapléjicos y las personas con otros tipos de discapacidad física. Mediante esa tecnología, también se pretende ayudar, tanto en las tareas cotidianas más sencillas como en las necesidades de comunicación, a las personas que han perdido alguna extremidad, a las que han sufrido una embolia cerebral (después de la cual, la persona afectada no puede moverse ni hablar) y a los pacientes con distrofia muscular. Una persona paralítica candidata a utilizar la interfaz BrainGate contestó cuando se le preguntó si deseaba volver a andar: “No, simplemente me gustaría poder rascarme la nariz de nuevo”.

Investigación y desarrollo

Las actividades de investigación y desarrollo (I+D) de la interfaz BrainGate son la culminación de una serie de ensayos clínicos e investigaciones científicas realizados en la década de 1990 en destacadas instituciones académicas de los Estados Unidos de América, entre ellas, la Universidad Brown, la Universidad de Columbia y la Universidad de Harvard.

Sistema de interfaz neuronal creado por el laboratorio CNS (Foto: CNS).

El Dr. Donoghue y varios compañeros crearon CNS como una empresa derivada para explotar la capacidad potencial de la tecnología de la interfaz BrainGate que ellos mismos habían inventado en varios laboratorios de Universidad. La fuente inicial de financiación de CNS fue Oxford Bioscience Partners, una empresa con capital de riesgo que ofrecía financiación mediante participación en el capital social y asistencia en la gestión a empresas que impulsan iniciativas nuevas en el sector de las ciencias de la vida y en el de la atención sanitaria; CNS se benefició de una inversión de 9 millones de dólares estadounidenses.

CNS obtuvo más de 40 millones de dólares estadounidenses para sus actividades de I+D antes de convertirse en una empresa pública, a raíz de una fusión inversa en el año 2002, en la que adquirió Bionic Technologies Ltd., una empresa con sede en el Estado de Utah (Estados Unidos de América) que elaboraba sistemas de obtención de datos múltiples destinados a la investigación neurocientífica.

En 2004, la Administración de Alimentos y Fármacos (FDA) de los Estados Unidos de América concedió a CNS la primera de dos exenciones para dispositivos en investigación (IDE, por sus siglas en inglés), para que pusiera en práctica en ensayos clínicos realizados con pacientes humanos las pruebas de laboratorio realizadas hasta ese momento en el ámbito académico. Los ensayos piloto se llevaron a cabo en hospitales de los Estados de Rhode Island, Massachussetts e Illinois con cuatro pacientes tetrapléjicos (parálisis de las cuatro extremidades).

Uno de los pacientes que se sometieron a los ensayos de la interfaz BrainGate era paralítico del cuello para abajo y se movía en silla de ruedas. Gracias a la utilización de la tecnología de la interfaz BrainGate conectada a una silla de ruedas con motor, el paciente podía manejar su silla de ruedas mediante un tubo conectado a su boca, por el que soplaba. Por otra parte, la interfaz BrainGate consiguió que, simplemente pensando qué acciones quería realizar y activándose de ese modo el cursor de una computadora, el paciente pudiera abrir y leer correos electrónicos, jugar con videojuegos, agarrar objetos con un brazo robótico, utilizar el mando a distancia del televisor y encender un interruptor de luz. “Nuestro objetivo principal es perfeccionar el sistema BrainGate para que pueda aplicarse a muchos aparatos útiles”, explica el Dr. Donoghue.

A pesar de las promesas, la tecnología de la interfaz BrainGate sigue presentando problemas (por ejemplo, no dispone todavía de una transmisión inalámbrica) y el equipo de I+D aún tiene que superar muchos obstáculos. Los implantes cerebrales, por ejemplo, son especialmente problemáticos, puesto que la capacidad de los electrodos para detectar señales cerebrales se deteriora, por razones desconocidas, después de usarlos varios meses. El propio proceso de I+D plantea problemas y es potencialmente peligroso para los pacientes que participan en los ensayos. Al tener un orificio de forma permanente en el cráneo, los pacientes corren un riesgo permanente de infección, y a los pacientes se les pide un compromiso de 13 meses para llevar a cabo los estudios clínicos.

A pesar de los desafíos, los investigadores creen que la tecnología podrá perfeccionarse y miniaturizarse y que, en un futuro no demasiado lejano, podrá crearse un sensor inalámbrico, implantado de forma permanente, que pueda emitir señales a un dispositivo externo. CNS ha desarrollado ya varias técnicas destacadas en este sector, entre ellas: Bionic, un microchip que constituye la parte central de sus computadoras; el sistema NeuroPort, que se aplica en ensayos clínicos con pacientes humanos para hacer un seguimiento de la actividad cerebral; y el sistema Cerebus, que se utiliza para la obtención de datos y en los programas de formación quirúrgica durante la investigación y las pruebas.

Patentes y marcas

Al reconocer la necesidad de proteger su valiosa tecnología, CNS solicitó protección internacional para sus invenciones y creó una extraordinaria cartera con más de 20 solicitudes internacionales de patente 20 solicitudes internacionales de patente presentadas en virtud del sistema del Tratado de Cooperación en materia de Patentes (PCT). CNS también admite la importancia de tener un sólido nombre protegido por marcas, no solo porque así se garantiza la confianza y la fidelidad de los clientes y pacientes actuales, sino también porque el prestigio de una empresa se traduce en mayores ingresos financieros en el futuro y en el interés por parte de nuevos consumidores e inversores.

Gestión de la P.I.

Sistema de interfaz biológica creado por Cyberkinetics Neurotechnology Systems (Foto: CNS).

En 2009, tras llevarse a cabo ensayos clínicos con resultados satisfactorios, al comprender la gran capacidad potencial de la marca BrainGate y al tratar de obtener fondos, aprovechando al máximo el prestigio de la empresa asociado a la nueva tecnología, el Dr. Donoghue y la Junta Directiva de CNS vendieron la empresa y sus activos de P.I. Los derechos de P.I. de CNS, que incluían su cartera de patentes, la marca BrainGate™ y su nombre de domino (www.cyberkinetics.com), se vendieron por casi un millón de dólares estadounidenses.

El Sr. Jeff Stible adquirió estos activos y fundó una nueva empresa, BrainGate Co., que en la actualidad es la titular de toda la tecnología de la primera generación de CNS (por ejemplo, del chip Bionic de CNS que se puede implantar en el cerebro) y de la P.I. surgida de la investigación relacionada con la interfaz BrainGate realizada por instituciones académicas. La empresa BrainGate Co. tiene los derechos exclusivos sobre patentes clave relacionadas con las interfaces neuronales y su utilización para manejar computadoras, prótesis y otros dispositivos.

El Sr. Stible ha consolidado y ampliado los activos de P.I. originales de la empresa CNS; además, ha invertido millones de dólares en tecnología, a la vez que ha tratado de profundizar en nuevas esferas de I+D, por ejemplo, en la investigación sobre la epilepsia, una enfermedad que sufren tres millones de personas en los Estado Unidos de América y cincuenta millones en todo el mundo.

En la actualidad, BrainGate Co. tiene en cartera varias marcas en los Estados Unidos de América y en otros países, entre ellas, BrainGate™, Cyberkinetics™, Neuroport®, Cerebus®, Bionics®, y las frases “Turning Thoughts into Action” ® y “Wired for Thought”™.

La nueva empresa continúa manteniendo el nombre de dominio de CNS para que el sitio Web no pueda ser objeto de abusos por parte de “ciberocupas” y para velar por que siga siendo un activo libre ante un posible uso en el futuro. También mantiene a la empresa CNS en calidad de empresa “pantalla” -una empresa con participación pública sin activos nominales- y continúa aprovechando las oportunidades de comercialización que ofrece el reconocimiento de la marca asociada con la empresa CNS.

Mientras tanto, el Dr. Donoghue ha constituido una empresa independiente, BrainGate2, cuyo objetivo es proseguir la labor de investigación sobre la tecnología de la siguiente generación de la interfaz BrainGate y sobre un chip inalámbrico que se pueda implantar en el cerebro.

Resultados empresariales

En el año 2004, el dispositivo BrainGate de CNS ganó el premio “Best of what´s New” de la publicación científica Popular Science, una revista estadounidense de divulgación científica, fundada en 1872 y que ha ganado varios premios.

Hasta ahora, cinco personas, conocidas como “participantes”, han probado el implante Bionic de la empresa CNS; además, se ha recibido autorización para estudiar a otros 14 participantes. Si bien por el momento la capacidad potencial de ingresos de la tecnología BrainGate es reducida (debido a que todavía está en fase de desarrollo), el Sr. Stible espera que aumenten considerablemente las perspectivas de comercialización cuando la FDA conceda la aprobación del producto. “Somos conscientes de que estamos todavía en los inicios de esta tecnología, pero esa conciencia nos ha guiado en la estructuración de la empresa”, afirma el Sr. Stible. Desde el año 2010, la nueva empresa del Sr. Donoghue, BrainGate2, está buscando personas para un ensayo de investigación respaldado por el NIH y el Hospital General de Massachusetts.

Un camino marcado por la esperanza

El Dr. Donoghue y los inventores de la tecnología BrainGate han posibilitado que se produzca un giro copernicano en las vidas de las personas con discapacidad motora, aumentando las probabilidades de que superen sus problemas de movilidad, sostenidos por la esperanza y con la fuerza del pensamiento. El caso expuesto muestra cómo la P.I. puede ser un activo comercializable muy valioso, incluso para una empresa que todavía no ha colocado su producto en el mercado.