Interfaz cerebro-computadora bidireccional logra controlar un exoesqueleto y devolver sensación artificial al caminar

Un equipo de la University of Southern California, la University of California, Irvine y otras instituciones reportó en Brain Stimulation una prueba de concepto de una interfaz cerebro-computadora bidireccional capaz de hacer dos cosas a la vez: decodificar en tiempo real la intención de caminar y generar sensación artificial en las piernas mediante estimulación cortical. El sistema fue acoplado a un exoesqueleto robótico de marcha y probado en una paciente con epilepsia que ya portaba implantes subdurales de electrocorticografía (ECoG) en las regiones interhemisféricas sensorimotoras de ambas piernas.

El dispositivo portátil funciona como un sistema embebido que adquiere señales cerebrales, decodifica la intención motora y envía comandos al exoesqueleto, mientras recibe información del movimiento de cada pierna para activar estimulación en la corteza somatosensorial contralateral. Para evitar que la estimulación eléctrica contaminara la lectura de las señales cerebrales, el equipo implementó una secuencia intercalada de adquisición, decodificación, actuación y estimulación. Esa arquitectura permitió mantener el control de la marcha y, al mismo tiempo, cerrar parcialmente el circuito sensoriomotor.

En las pruebas online, la interfaz logró traducir con alta precisión las señales cerebrales vinculadas al acto de caminar, si bien la respuesta aún presentó una latencia de alrededor de 3.5 segundos. Además, la sensación artificial en ambas piernas resultó suficientemente consistente como para superar una tarea ciega de conteo de pasos con 92.8% de precisión, y en los experimentos de control el rendimiento se mantuvo estable, lo que apoyó que la decodificación provenía de la intención motora y no de artefactos de estimulación. El estudio también reportó que no hubo eventos adversos.

El valor del trabajo está en que lleva la investigación un paso más allá de los sistemas unidireccionales para marcha, que leen la intención del usuario pero no devuelven información sensorial. Los autores sostienen que la cobertura interhemisférica del área de pierna en corteza motora y sensorial ofrece ventajas frente a enfoques previos sobre la convexidad lateral, y que la estimulación cortical directa puede aportar señales ligadas a la fase de la marcha. Aun así, el propio artículo deja claro que se trata de una demostración temprana en una sola participante sin paraplejia, con movimientos de marcha simulados desde cama, pensada como base para futuras versiones totalmente implantables dirigidas a personas con lesión medular.

Como contexto adicional, en entrevista con El Economista, el neurocirujano Charles Liu explicó que el siguiente paso será trasladar esta lógica a personas con parálisis en ensayos de alrededor de 30 días ya autorizados por la FDA. En esa conversación, Liu subrayó que el objetivo no es solo mover un robot con el pensamiento, sino devolver al cerebro una referencia útil del acto de caminar, aunque la sensación inicial todavía no equivalga a una percepción natural completa. También planteó que el futuro de estas plataformas pasará por una combinación entre neuroingeniería, robótica y rehabilitación, con expectativas cuidadosas porque el sistema sigue en fase de laboratorio.