El CSIC desarrolla exoesqueletos robóticos que ayudan al cerebro a caminar

Equipos del CSIC llevan casi dos décadas investigando en neurorrehabilitación de la marcha, un campo a caballo entre la investigación y la realidad clínica de las enfermedades neurológicas, y que ha permitido desarrollar exoesqueletos robóticos que ayudan al cerebro a caminar.

Eduardo Rocon, líder del Grupo de Ingeniería Neural y Cognitiva del CSIC en el Centro de Automática Robótica (CAR, CSIC-UPM), en Arganda del Rey (Madrid), ha explicado la finalidad de su último prototipo: un exoesqueleto flexible pensado para la rehabilitación de miembros inferiores en niños pequeños, de entre uno y tres años de edad, con parálisis cerebral infantil. Esta especie de aparato de musculación portátil consiste en una plataforma metálica unida a los pies mediante cables y a la cadera y pelvis mediante un dispositivo vestible en forma de calzoncillo. Varios motores ejercen la fuerza necesaria para que el paciente comience a caminar.

En el último siglo, la irrupción de las tecnologías capaces de compensar los trastornos motores y recuperar funciones olvidadas o no adquiridas por el sistema nervioso ha revolucionado el modo de aplicar los tratamientos. Destacan la neurorrobótica, basada en exoesqueletos vestibles que se adhieren al cuerpo; la neuroprotésica, que tiene como objetivo la estimulación de los músculos mediante niveles bajos de corriente; y la realidad virtual, empleada para facilitar el aprendizaje de nuevos dispositivos.

El Grupo de Ingeniería Neural y Cognitiva del CAR lleva más de 15 años trabajando en exoesqueletos que sirven de complemento a las terapias tradicionales de neurorrehabilitación, un campo dirigido al tratamiento de personas que han sufrido un trastorno neurológico y son incapaces de realizar actividades cotidianas como caminar, desplazarse, alimentarse o vestirse. Estos dispositivos muestran beneficios para los pacientes porque su implicación es activa durante la terapia.

"Sabemos por la literatura científica que el hecho de empezar a caminar por primera vez o volver a hacerlo tras una lesión medular o un accidente cerebrovascular estimula enormemente el desarrollo cognitivo de los pacientes. Con este prototipo queremos validar esta hipótesis y estudiar si existe una retroalimentación entre el control motor y el desarrollo cognitivo", ha dicho el investigador del CSIC.

La mejor cualidad de 'Discover2Walk', que es como Rocon y su equipo han bautizado a este robot para bebés, es su diseño flexible, adaptable a varios pesos y alturas. Cuando sea probado en un hospital dentro de unos meses, médicos y fisioterapeutas podrán evaluar si es útil para complementar la rehabilitación de sus pacientes. "Además, incorpora sensores que miden y programan la fuerza que se aplica sobre el sistema. Esta utilidad permite hacer un seguimiento más preciso de la evolución del paciente y modificar su tratamiento", ha señalado el científico del CSIC.

Tras ser validada en 2019 con diez pacientes en el Hospital Niño Jesús de Madrid, la eficacia de este exoesqueleto está siendo evaluada en un estudio multicentro con cerca de 50 pacientes en el hospital Shirley Ryan Ability Lab de Chicago (Estados Unidos).

 

Neurorrehabilitación personalizada

"Los robots son máquinas apropiadas para hacer movimientos repetitivos de forma muy intensa y siempre se ha intentado aprovechar esta capacidad para recuperar la movilidad", ha detallado Rocon, tras asegurar que no habría podido incorporar sus desarrollos a la práctica clínica sin la visión y aportaciones de los diferentes profesionales implicados en neurorrehabilitación.

De la misma opinión es Diego Torricelli, investigador del CSIC en el Instituto Cajal (IC-CSIC) y coordinador del proyecto europeo Eurobench, que tiene como finalidad la creación del primer centro europeo de investigación en exoesqueletos robóticos para rehabilitación. "Aunque los ingenieros conocemos la problemática, nuestras tecnologías no servirían de nada si no consultásemos a los médicos, que nos dicen por qué es necesario o no un determinado dispositivo. Nuestra labor también es clave porque aportamos datos sobre la marcha de los que no disponen", ha explicado Torricelli.

Gracias a la colaboración de más de 80 empresas, universidades y centros de investigación de 15 países europeos, financiadas por el programa europeo Horizonte 2020, Eurobench seleccionó el Center for Clinical Neuroscience del Hospital Los Madroños, en Brunete (Madrid), como centro de pruebas.

Uno de los exoesqueletos que serán testeados en este centro es el 'Exo-H3 de Technaid', una empresa de base tecnológica surgida en 2004 en el seno del Grupo de Neurorrehabilitación del CSIC. Este robot vestible, que se ajusta a los pies, piernas y cadera, puede emular de manera completa la marcha y asistir a personas que hayan perdido parcialmente la capacidad de caminar tras haber sufrido un accidente cerebrovascular o una lesión medular parcial.