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Un tetrapléjico vuelve a mover la mano gracias a un chip implantado en su cerebro

Ian Burkhart quedó paralizado hace seis años por un accidente. Ahora, ha sido capaz de jugar al 'Guitar Hero', pagar con una tarjeta de crédito y servirse un vaso de agua.

Ian Burkhart juega a un videojuego. (Universidad del Estado de Ohio)

Hace seis años, Ian Burkhart quedó tetrapléjico tras un accidente de buceo. Hoy, a sus veinticuatro años, este joven de Dublin (Ohio, EEUU) ha sido capaz de tocar la guitarra con el videojuego 'Guitar Hero', servir el contenido de una botella en una jarra y pagar con una tarjeta de crédito. Y todo con sus propias manos. Un chip del tamaño de un guisante implantado en su cerebro y conectado a una funda en su brazo ha hecho posible este avance que publica hoy la revista 'Nature'. 

"En los treinta años que llevo en este campo es la primera vez que somos capaces de ofrecer esperanzas realistas a la gente", asegura el investigador de la Universidad del Estado de Ohio y coautor del artículo, Jerry Mysiw, en una nota de prensa. En una persona sana, los movimientos son posibles porque el cerebro puede 'hablar' con los músculos a través del sistema nervioso. Cuando esta vía de comunicación queda dañada, la mente es incapaz de transmitir sus órdenes al resto del cuerpo.

El siguiente paso es hacer que la tecnología sea inalámbrica y, por lo tanto, más cómoda para el paciente

NeuroLife es una tecnología consistente en un 'baipás neural' que circunvala las rutas dañadas para permitir la conversación entre cerebro y músculo. Se trata de un sistema que ya ha sido probado con éxito para mover brazos robóticos con la mente. El propio Ian logró abrir y cerrar su mano con sólo pensarlo en 2014, aunque ahora es capaz de llevar a cabo movimientos más sofisticados encaminados a mejorar su calidad de vida, como atender el teléfono. De momento, eso sí, se requiere de un cable que conecte el chip de su cabeza con el brazo.

Para reconectar el cerebro a los músculos rodeando la médula espinal dañada, los investigadores implantaron un microelectrodo en la corteza motora del paciente —la parte del cerebro responsable de los movimientos voluntarios—. Este chip es capaz de interpretar los pensamientos de Ian y transmitirlos a una funda especial en su brazo que estimula los músculos con nuevas señales.

El equipo de investigadores ha trabajado durante más de una década para que este avance sea posible. El mayor reto del baipás es conseguir que la actividad neuronal del paciente se convierta en un mensaje comprensible por la funda de su brazo, de forma que la extremidad se mueva tal y como su dueño desea y en tiempo real. En otras palabras, traducir el idioma de las neuronas en algo que una máquina pueda entender.

El chip interpreta los pensamientos de Ian y los transmite a una funda en su brazo que estimula los músculos con nuevas señales

Para lograrlo se utilizaron algoritmos que aprendían —aprendizaje automático— y descodificaban la actividad cerebral. "Durante los últimos diez años hemos aprendido a descifrar las señales cerebrales en pacientes con parálisis y ahora, por vez primera, esos pensamientos se están transformando en movimiento", explica el coautor Chad Bouton.

Según aseguran los investigadores, el paciente fue capaz de mover los dedos de forma independiente y llevar a cabo seis movimientos diferentes con la muñeca y la mano. Esto fue suficiente para que Ian pudiera realizar tareas sencillas como servir un vaso de agua y coger y soltar objetos. "Esta es la primera demostración de control exitoso de los músculos mediante señales intracorticales grabadas", escriben los autores en su artículo.

El sistema, aunque prometedor, todavía necesitará mucho desarrollo antes de estar disponible de forma generalizada. Los investigadores explican que el futuro lógico de la tecnología es evolucionar hacia un sistema inalámbrico que resulte cómodo para los pacientes en su día a día. De momento, otros cuatro voluntarios participarán en próximas pruebas que comenzarán este verano. "Ahora sé de primera mano que habrá avances científicos y tecnológicos capaces de hacer mi vida mejor", ha asegurado Ian.

ELPAIS.COM

Konstantín Novosiólov, ‘Premio Nobel del grafeno’, nos descubre los materiales que cambiarán nuestras vidas

Konstantín Novosiólov. Premio Nobel de Física 2010

La inspiración es una forma de estar en el mundo. Una búsqueda activa. Un querer llegar. Y aparece en el momento más insospechado si se está atento para atraparla. Así le pasó, por ejemplo, a Auguste Kekulé. Alrededor del 1860 -el químico nunca fechó con exactitud cuándo ocurrió- Kekulé se quedó adormilado frente a la chimenea de su casa y le sucedió algo extraño: tuvo una visión. Soñó, en duermevela, con una serpiente mitológica que se mordía la cola. “Mi ojo mental, entrenado por las repetidas visiones de este tipo, ahora podía distinguir estructuras más grandes; largas filas se entrelazaban y mezclaban en un movimiento como de serpientes. ¡Pero mira! ¿Qué fue eso? Una de las serpientes había mordido su propia cola, y la forma giró burlonamente ante mis ojos. Como iluminado por un relámpago, me desperté”, escribió después. Aquella imagen se sintetizó en la estructura orgánica del benceno, porque el químico alemán llevaba persiguiéndola mucho tiempo. Así pues, es evidente que nadie soñará algo interesante si el principal objetivo en su vida es saber quién será el próximo expulsado de “Gran Hermano VIP”. Porque, como escribió Pasteur, “en el campo de la investigación el azar no favorece más que a los espíritus preparados”.

Uno de esos espíritus preparados es Konstantín Novosiólov, premio Nobel de Física en 2010 junto con su compañero Andréy Gueim, por sus trabajos sobre el grafeno. Novosiólov también atribuye a una feliz casualidad el descubrimiento de este nuevo material que cambiará nuestras vidas en un futuro no muy lejano. Los dos físicos consiguieron aislar el grafeno en lo que ellos llaman “experimentos del viernes por la noche”, una especie de recreo científico, en el que su equipo juega a descubrir cosas por el simple placer de hacerlo. Y así fue como un día en el que intentaban construir transistores con grafito hallaron el primer cristal bidimensional. A los profanos, enumerar las fabulosas propiedades del grafeno podría dejarnos fríos, pero no así sus posibles aplicaciones prácticas: puede utilizarse para potabilizar el agua del mar, convierte la luz del sol en electricidad a una velocidad desconocida hasta ahora y los detectores de cáncer fabricados a partir este material son cinco veces más eficaces que los actuales.

Novosiólov, a pesar de la importancia de su descubrimiento y los honores recibidos por él, demuestra que es un verdadero científico cuando explica que nada, en investigación, es propiedad de una sola persona: “Creo que está en la naturaleza de la ciencia el ser abierta y compartir las ideas con tus colegas. Intentamos ser fieles a la disciplina científica y colaborar con muchos investigadores en todo el mundo”. Lo dicho, un espíritu preparado.

 TEkNAUTAS

PARA ZONAS POBRES Y AISLADAS

Un estudiante de 17 años inventa una máquina que potabiliza agua por 45 dólares

El dispositivo, que ha llevado casi un año de trabajo, funciona con energía solar. Ahora espera aumentar su capacidad y fabricarla a nivel industrial.

Nguyen Tan Loi

Un estudiante vietnamita ha inventado una máquina que produce agua dulce a partir de agua salada y que, si llega a la fase de producción industrial, podría costar menos de 45 dólares (unos 40 euros) la unidad, según informa el medio 'Vietnam Net Birdge'.

El inventor es Nguyen Tan Loi, de 17 años, estudiante del Instituto Nguyen Dinh Chieu de la localidad de Ben Tre, capital de la sureña provincia del mismo nombre, situada a 71 kilómetros al suroeste de Ho Chi Minh (antigua Saigón).

La idea se le ocurrió tras visitar una zona de Vietnam de población humilde y donde escasea el agua potable. Un par de estudiantes de la misma escuela ya intentaron crear un sistema similar el año pasado, pero no lograron obtener la eficacia necesaria.

Granjero vietnamita.  Nguyen Tan Loi comenzó a trabajar en mayo de 2015 y el pasado mes de enero había construido un aparato que produce agua dulce a partir de agua salada y que obtiene de un panel solar la energía que necesita para funcionar.

"La primera máquina cuenta con poca capacidad porque solo tiene un tubo de plástico que proporciona el agua suficiente para beber. Pienso crear una máquina contiene siete tubos de plástico que producirá 30 litros de agua diarios", explicó Loi al citado medio.

El inventor cree que cuando el artificio entre en una línea de "producción industrial su coste podría ser menos de un millón de dong (45 dólares o 39,7 euros)".

Unas 884 millones de personas en el mundo carecen de un acceso seguro a agua potable, según datos de la ONU, organismo que reconoció en 2010 como un derecho humano el acceso a agua potable y a saneamiento.

www.elpais.com

VEHÍCULOS 100% ELÉCTRICOS

Hubo un tiempo en el que los coches eran eléctricos

Los modelos de baterías aparecieron 60 años antes que los de gasolina. Ésta es su historia

Los orígenes

Los primeros inventos, como el motor imantado del ingeniero húngaro Ányos Jedlik (1828), considerada la primera mecánica eléctrica, y el carruaje electrificado del estadounidense Thomas Davenport (1835), por su parte la primera aplicación sobre ruedas, sentaron las bases tecnológicas del automóvil a pilas. Como curiosidad, el propulsor de Jedlik está expuesto en el Museo de Ciencia, Tecnología y Transporte de Budapest y todavía funciona, 188 años después.

La aparición de las baterías recargables (1880) marcó el primer gran avance, permitiendo una mejora inmediata del rendimiento del coche eléctrico. Tanto, que apenas unos años después (1899), el belga Camile Jenatzy fue capaz de superar los 100 km/h propulsado por esta energía, dejando así atrás al vapor y la gasolina, y estableciendo un nuevo récord de velocidad sobre tierra: 105,8 km/h. 

La época dorada

Los modelos eléctricos de entonces eran más cómodos, limpios y silenciosos que los de combustión, porque no torturaban al conductor y pasajeros con violentas vibraciones y sacudidas, pérdidas de líquidos y nubes de humo a cada metro recorrido. Y, además, se arrancaban con un botón, sin los esfuerzos que exigía el clásico giro de manivela de los modelos térmicos de la época.

En las décadas de 1910 y 1920 alcanzaron cierta popularidad, utilizándose como taxi en la ciudad de Nueva York y llegando a copar cerca del 30% de las ventas totales en EE UU, con propuestas de fabricantes como Studebaker, Anthony Electric y Detroit (en el fotograma, su modelo Coupe).

A principios del Siglo XX, las baterías fabricadas por Thomas Edison eran las preferidas por la mayoría de marcas y, en modelos como el Detroit Coupe, anunciaban una autonomía de nada menos que 130 kilómetros.

Declive

Sin embargo, la rápida evolución tecnológica de los vehículos de gasolina, que pronto superaron a los eléctricos en prestaciones y radio de acción, junto con la generalización de la producción en serie puesta en marcha por Henry Ford, que abarató mucho sus precios, provocaron el declive de los modelos con baterías.

La II Guerra Mundial tampoco ayudó, porque los recursos se destinaron a aplicaciones bélicas, y el vehículo eléctrico quedó relegado al ámbito industrial, como carretilla elevadora, por ejemplo. En la década de los años 50 empezaron a venderse los primeros carritos eléctricos de golf, pero el automóvil con baterías había desaparecido del mapa, y permaneció en el olvido durante cerca de 40 años.

Los experimentos de los años 70

La primera gran crisis energética mundial (1973) impulsó a algunos fabricantes a recuperar los modelos eléctricos y proponer pequeños vehículos pensados para los desplazamientos urbanos diarios, como el Enfield 8000 o el más popular Citicar de Sebring-Vanguard. Ambos podían recorrer unos 65 kilómetros por carga.

Pero fue solo un resurgir fugaz, porque del Enfield, de producción británica, apenas se ensamblaron 120 unidades, mientras que del Citicar, estadounidense, se llegaron a fabricar unos 4.400 entre 1974 y 1977.

El resurgir de los 90

El coche eléctrico moderno, el que se comercializa hoy, le debe mucho al EV-1 que General Motors (GM) presentó en 1996. Se trataba de un modelo a pilas visionario, tanto por su diseño y tecnología como por su rendimiento: inicialmente, con pilas de plomo-ácido, ofrecía una autonomía de hasta 160 kilómetros; después, con la inclusión de nuevas baterías de níquel metal hidruro, llegó hasta 225 kilómetros.

Pero murió pronto, en 1999, cuando GM cesó su producción e inició uno de los mayores culebrones de la historia del automóvil. El fabricante instó a los conductores, que disfrutaban los EV-1 en régimen de alquiler, a devolver los vehículos para retirarlos de la circulación. Y la mayoría acabaron desguazados, a pesar de que muchos de los usuarios estaban dispuestos a comprar el coche.

La marca esgrime que el modelo era demasiado costoso y poco rentable, y que nació como respuesta a la exigencia de una normativa medioambiental que obligaba a los fabricantes a contar con modelos sin emisiones en su gama. Pero la norma cambió al poco tiempo, haciéndose más permisiva, y GM decidió cancelar el proyecto. Al final, se fabricaron poco más de 1.100 unidades.

El documental ¿Quién mató al coche eléctrico?, de 2006, ofrece otra visión diferente de la desaparición del EV-1, basándola en las presiones del lobby del petróleo.

Nuevo Siglo

Tesla recogió el testigo del EV-1 y en 2008 lanzó su modelo Roadster, que introdujo al vehículo eléctrico en el Siglo XXI. El coche no era otra cosa que un Lotus Elise modificado, pero contaba con unas nuevas baterías de ion litio que llevaron la autonomía a una dimensión desconocida hasta entonces: más de 300 kilómetros.

Todos los coches eléctricos de ahora beben de la fuente técnica de Tesla, que fue la primera en aplicar las baterías de litio que hoy están tan extendidas. Y es que el mayor rendimiento de estas pilas animó a varias marcas a lanzar nuevos modelos a partir de 2010.

De la hornada moderna de eléctricos, sobresale el Nissan Leaf, que ha conseguido ser la propuesta con mayor expansión global y ventas: está presente en América, Europa y Asia, y supera ya las 200.000 unidades comercializadas, lo que lo convierte en el coche a pilas más popular de la historia del automóvil.

La mejora de las baterías, que seguirán ampliando su autonomía, la caída de precios y las próximas normas de emisiones, cada vez más restrictivas, garantizan el futuro al coche eléctrico, que, además, será la base del próximo desafío, el coche sin conductor, autopilotado.