¿Qué es un implante neuronal?

Un implante cerebral, a menudo denominado implante neural, es un dispositivo tecnológico que se conecta directamente al cerebro de un sujeto biológico  por lo general se coloca en la superficie del cerebro, o conectado a la corteza cerebral. 

Un objetivo común de los implantes cerebrales modernos y de la investigación actual es desarrollar una prótesis biomédica que permita reemplazar zonas del cerebro que se han vuelto disfuncionales a causa de lesiones en la cabeza o accidentes cerebro vasculares. 

Esto incluye la sustitución sensorial, por ejemplo, en la visión. Otros implantes cerebrales se utilizan en experimentos con animales simplemente para registrar la actividad cerebral, por razones científicas. Algunos implantes cerebrales requieren la creación de interfaces entre sistemas neurales y chips de computadoras.

Este tema forma parte de un campo de investigación más amplio llamado interfaces cerebro-ordenador. 

(La investigación de interfaces entre el cerebro y el ordenador también incluye tecnología como la de matrices de electro encefalografía (EEG) que permiten hacer de intermediarios entre la mente y la máquina, pero no requieren la implantación directa de un dispositivo). Los implantes neuronales como la estimulación cerebral profunda y la estimulación del nervio vago se están convirtiendo en soluciones rutinarias para pacientes con enfermedad de Parkinson y depresión clínica, respectivamente, lo que demuestra su valor y utilidad para personas con enfermedades que anteriormente se consideraban incurables.

Propósito de los implantes neuronales

Los implantes cerebrales estimulan eléctricamente, bloquean o registran (o simultáneamente registran y estimulan) señales de neuronas individuales o grupos de neuronas (circuitos neuronales) en el cerebro. La técnica de bloqueo se llama bloqueo intra-abdominal vagal. Esto sólo puede hacerse cuando las asociaciones funcionales de estas neuronas son aproximadamente conocidas. Debido a la complejidad del procesamiento neuronal y la falta de acceso a señales relacionadas con acciones potenciales utilizando técnicas de neuro-imagen, el uso de implantes en el cerebro se ha visto seriamente limitada hasta los avances recientes en neuro fisiología y el aumento en el poder de procesamiento de las computadoras.

Los avances en la investigación

Las investigaciones sobre sustitución sensorial han avanzado en los últimos años. Sobre todo en cuanto a la visión, debido al conocimiento del funcionamiento del sistema visual, los implantes oculares (a menudo con algunos implantes cerebrales o de vigilancia) se han aplicado con éxito demostrado. Para la audición, los implantes cocleares se usan para estimular directamente el nervio auditivo. El nervio vestíbulo coclear es parte del sistema nervioso periférico, pero la interfaz es similar a la de los implantes en el cerebro verdaderos.

Múltiples proyectos han demostrado éxito en la grabación de las actividades cerebrales de los animales durante largos períodos de tiempo. Ya en 1976, los investigadores del National Institute of Health dirigidos por Eduardo Schmidt hicieron grabaciones potencial de acción córtex motor de mono Rhesus que utilizan electrodos "alfiler" inamovibles, incluyendo la grabación de neuronas individuales durante más de 30 días y grabaciones consistentes durante más de tres años mediante el uso de mejores electrodos.

Hoy día existen diversos tipos de implantes

 veamos algunos de ellos como:

El Implante Coclear

Un implante coclear es un pequeño dispositivo electrónico que ayuda a las personas a escuchar. Se puede utilizar para personas sordas o que tengan muchas dificultades auditivas. El implante coclear no es lo mismo que un audífono. Éste se implanta por medio de una cirugía y funciona de una manera diferente.

Hay muchos tipos diferentes de implantes cocleares. Sin embargo, constan de varias partes similares. Una parte del dispositivo se implanta quirúrgica mente dentro del hueso que rodea el oído (hueso temporal). Consta de un estimulador-receptor, el cual acepta, decodifica y luego envía una señal eléctrica al cerebro.

La segunda parte del implante coclear es un dispositivo externo. Éste consta de un micrófono/receptor, un procesador de lenguaje y una antena. Esta parte del dispositivo recibe el sonido, lo convierte en una señal eléctrica y lo envía a la parte interna del implante coclear.

¿QUIÉN UTILIZA UN IMPLANTE COCLEAR?

Los implantes cocleares permiten a las personas sordas recibir y procesar sonidos y lenguaje. Sin embargo, es importante entender que estos dispositivos no restablecen la audición normal. Son herramientas que permiten procesar los sonidos y el lenguaje y transmitirlos al cerebro.

Un implante coclear no es adecuado para todo el mundo. La manera como se selecciona una persona para un implante coclear está cambiando a medida que mejora la comprensión de las rutas de la audición (auditivos) del cerebro y con los cambios en la tecnología.

Tanto niños como adultos pueden ser candidatos para un implante coclear. Las personas que son candidatas para estos dispositivos pueden haber nacido sordos o pueden haber quedado sordos después de aprender a hablar. Los niños hasta de 1 año de edad ahora son candidatos para someterse a esta cirugía. Aunque los criterios son levemente diferentes para niños y para adultos, están basados en pautas similares:

• La persona debe estar completamente sorda o casi completamente sorda en ambos oídos y obtener muy poco mejoramiento con los audífonos. Cualquier persona que pueda oír lo suficientemente bien con audífonos no es un buen candidato para los implantes cocleares.
• La persona necesita estar muy motivada. Después de colocar el implante coclear, tiene que aprender a usar el dispositivo de manera adecuada.
• El paciente debe tener expectativas razonables hacia lo que pasará después de la cirugía. Este dispositivo no restaura ni crea una audición "normal".
• Es necesario que los niños se inscriban en programas que les ayuden a aprender la forma de procesar los sonidos.

Para determinar si una persona es candidata para un implante coclear, debe ser examinada por un otorrinolaringólogo (médico especializado en oído, nariz y garganta). Los pacientes también necesitarán que les realicen tipos específicos de audiometrías con sus audífonos puestos.

Esto puede incluir una tomografía computarizada o una resonancia magnética del cerebro y del oído medio e interno.

Es posible que los pacientes (especialmente los niños) necesiten evaluación psicológica con el fin de determinar si cumplen con los requisitos.

CÓMO FUNCIONA

Los sonidos son transmitidos a través del aire. En un oído normal, las ondas de sonido hacen que el tímpano y luego los huesos del oído medio vibren. Esto envía una onda vibratoria al oído interno (cóclea). Estas ondas son convertidas luego por la cóclea en señales eléctricas, que son enviadas a lo largo del nervio auditivo hasta el cerebro.

A una persona sorda no le funciona el oído interno. El implante coclear intenta reemplazar el funcionamiento del oído interno, transformando el sonido en energía eléctrica. Esta energía se puede usar luego para estimular el nervio coclear (el nervio de la audición), enviando señales "sonoras" al cerebro.

El sonido es captado por un micrófono que va colocado cerca del oído. Este sonido se envía a un procesador de lenguaje que generalmente va conectado al micrófono y puesto detrás del oído.

El sonido es analizado y convertido en señales eléctricas, las cuales son transmitidas a un receptor implantado quirúrgica mente detrás del oído. El receptor envía la señal a través de un alambre hasta el oído interno. Desde allí, los impulsos eléctricos son enviados al cerebro. 

CÓMO SE COLOCA EL IMPLANTE

Para realizar la cirugía:

Le administrarán anestesia general para que permanezca dormido y sin dolor. Se hace una incisión quirúrgica detrás del oído, algunas veces después de afeitar parte del cabello por detrás de la oreja.

Se utiliza un microscopio y un taladro para abrir el hueso detrás de la oreja (hueso mastoides) con el fin de permitir la inserción de la parte interna del implante. Se pasa el conjunto de electrodos hasta el oído interno (cóclea).

El receptor se coloca dentro de una cavidad creada detrás del oído. La cavidad ayuda a mantenerlo en su lugar y garantiza que esté lo suficientemente cerca de la piel como para permitir la transmisión de la información eléctrica desde el dispositivo. Se puede perforar una cavidad dentro del hueso por detrás del oído de manera que sea menos probable que el implante se mueva bajo la piel.

Galería

Después de la cirugía:

Habrá suturas detrás de la oreja.

Se puede sentir el receptor como una protuberancia detrás del oído.

El cabello que se haya afeitado debe crecer de nuevo.

La parte externa del dispositivo se colocará alrededor de 1 a 4 semanas después de la cirugía, para dar tiempo a que cicatrice la incisión.

RIESGOS DE LA CIRUGÍA

Un implante coclear es una cirugía relativamente segura. Sin embargo, todas las cirugías ofrecen algunos riesgos. 

Los riesgos comunes abarcan:

• Problemas con la cicatrización de la herida.
• Ruptura de la piel sobre el dispositivo implantado.
• Infección cerca del sitio del implante.

Estos problemas son bastante infrecuentes ahora que la cirugía se hace a través de una incisión quirúrgica pequeña.

Las complicaciones menos comunes abarcan:

• Daño al nervio que mueve la cara en el lado de la operación.
• Escape del líquido que rodea el cerebro (líquido cefalorraquídeo).
• Infección del líquido alrededor del cerebro (meningitis).
• Mareo temporal (vértigo).
• Falla de funcionamiento del dispositivo.
• Sabor anormal.