Tras un accidente cerebrovascular (ACV), la pérdida del control motor voluntario en las extremidades representa uno de los desafíos más complejos en el proceso de recuperación de los pacientes. Frente a esta problemática, Victoria Peterson, bioingeniera e investigadora del CONICET en el Instituto de Matemática Aplicada del Litoral (IMAL / CONICET-UNL) y directora del laboratorio NicaLab, encabeza un equipo interdisciplinario dedicado al desarrollo de tecnología para la neurorrehabilitación.
La iniciativa comenzó durante los últimos años del doctorado de Peterson a partir de una estancia de investigación en el exterior, convirtiéndose en un proyecto denominado COAR BCI. Como explica la investigadora sobre la esencia de la herramienta:"Se trata de una interfaz cerebro computadora, que son sistemas que permiten la comunicación directa entre el cerebro de una persona y el mundo exterior."
El dispositivo no es invasivo ni genera incomodidad en el paciente. La lectura de los estados cerebrales se realiza mediante un casquete flexible de superficie provisto de electrodos (similar a un gorro de natación o de peluquería) que mide la actividad eléctrica del cerebro en tiempo real.
El flujo de trabajo del sistema opera en cuatro etapas consecutivas:
Ejercicio mental: El paciente imagina realizar un movimiento específico con la extremidad afectada, como por ejemplo sujetar una moneda.
Registro electroencefalográfico: El casquete con electrodos capta la actividad eléctrica generada en la superficie del cuero cabelludo.
Procesamiento mediante IA: El algoritmo detecta la intención o imaginación de movimiento en tiempo real.
Retroalimentación interactiva: Un videojuego terapéutico muestra la acción ejecutada por un avatar de mano, proporcionando estímulos visuales y auditivos.
El poder de la imaginación mental y la plasticidad neuronal
La premisa científica del proyecto radica en que la actividad eléctrica del cerebro registra modificaciones patrones tanto cuando la persona ejecuta efectivamente un movimiento como cuando tan solo lo imagina. Al replicar mentalmente la acción, se estimula la plasticidad cerebral para favorecer la recuperación motora.
Sobre el funcionamiento de esta retroalimentación y su fundamento neurobiológico, Victoria Peterson destaca:"Nosotros medimos la actividad eléctrica al cerebro y mediante IA en tiempo real podemos detectar esa intención o esa imaginación o ese ejercicio mental de movimiento y darle un tipo de respuesta o feedback que en nuestro caso hemos diseñado un videojuego, entonces tiene feedback visuales, auditivos y de entretenimiento. Y de esta manera lo que se busca es que sea como una terapia o una sesión complementaria."
El videojuego incorpora elementos lúdicos y un avatar de mano que reacciona cuando el algoritmo reconoce la intención de la persona. Esto genera un bucle de retroalimentación positiva donde el paciente se percibe como un participante activo y motivado en su proceso terapéutico. Peterson aclara que esta tecnología está concebida como un complemento de la kinesiología y la rehabilitación tradicional, sin intención de reemplazar la atención profesional.
Un problema recurrente en las interfaces cerebro-computadora a nivel mundial es la marcada variabilidad eléctrica del órgano cerebral. Al tratarse de un sistema cambiante día a día, la mayoría de los dispositivos exigen extensos períodos de calibración previa antes de iniciar cada sesión. Dado que las sesiones de rehabilitación en clínicas u hospitales suelen durar entre 45 y 50 minutos, destinar gran parte de ese tiempo a la calibración resta practicidad y limita el uso clínico habitual.
Para superar este obstáculo, el grupo de investigación diseñó un algoritmo de IA adaptativo que reduce significativamente los tiempos de preparación. En palabras de la bioingeniera:
"Nuestra herramienta de inteligencia artificial que hemos diseñado tiene una bondad muy fuerte que sobre todo la estamos validando: permite el uso rápido de estos sistemas día a día, porque originalmente estos sistemas requerían una calibración muy larga... Nosotros entonces hemos desarrollado este algoritmo que a priori permite una rápida calibración día a día y el uso continuo."
Democratización tecnológica y costos asequibles
En el ámbito internacional, el equipamiento médico estándar para este tipo de monitoreo neurológico suele alcanzar valores aproximados de 50.000 dólares. Con el objetivo de viabilizar su aplicación en el contexto local y regional, el equipo de NicaLab adaptó sus algoritmos para trabajar con dispositivos de hardware comercial de menor costo, cuyo valor ronda los 16.000 dólares.
Respecto a este enfoque de accesibilidad socioeconómica, Peterson señala:
"Mi deseo más grande es que esto sea usado por las personas, pero porque entiendo de que es una tecnología que se puede democratizar y por eso hemos basado todo nuestro desarrollo en tecnologías que son de bajo costo."
"El equipamiento asociado a esto es muy costoso. Generalmente salen 50.000 dólares los equipos. Nosotros lo hemos desarrollado con equipo que son de más o menos 16.000... es la mirada local de comprender el contexto en el que estamos y que sea asequible."
El software fue programado completamente por los investigadores e incluye una interfaz intuitiva con botones e indicaciones paso a paso, lo que facilita su operación por parte del personal de salud sin requerir conocimientos informáticos avanzados. En una proyección a largo plazo —estimada en una década—, se contempla la posibilidad de adaptar estos dispositivos no invasivos para su uso como tele-rehabilitación en el hogar del paciente.
Validación clínica en el Instituto Fleni y trabajo interdisciplinario
Actualmente, el proyecto cuenta con la aprobación del protocolo de ética correspondiente y atraviesa su fase de validación e investigación clínica de primera instancia en colaboración con el Instituto Fleni de Escobar (Buenos Aires). A
unque las pruebas iniciales están orientadas a pacientes que sufrieron un ACV agudo de carácter grave, las investigaciones sugieren que los beneficios también podrían extenderse a pacientes en estado crónico.
El equipo de trabajo está compuesto por cerca de siete profesionales de diversas áreas, entre las que se encuentran la bioingeniería, la matemática, la informática y la psicología. En el marco de este esfuerzo conjunto entre Santa Fe y Buenos Aires (separados por 500 kilómetros de distancia), la investigadora recalca la necesidad de manejar la comunicación con cautela para evitar falsas expectativas comerciales inmediatas, destacando la dedicación de la ciencia pública argentina en el desarrollo de herramientas orientadas a mejorar la calidad de vida de las personas.