El estudio se centra en utilizar la optogenética para mejorar la contracción de los músculos con precisión y reducir la fatiga en comparación con la estimulación eléctrica. ¿Se podrá replicar en humanos?

El Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), bajo el liderazgo del investigador mexicano Guillermo Herrera-Arcos y el ingeniero biofísico Hugh Herr, ha presentado recientemente en la revista Science Robotics un innovador método. En lugar de recurrir a la electricidad para activar los músculos, este nuevo enfoque utiliza luz.

En su estudio, realizado en ratones, los científicos demuestran que la técnica optogenética proporciona un control muscular más preciso y reduce significativamente la fatiga en comparación con la estimulación eléctrica.

"La estimulación a través de dispositivos electrónicos tiende a activar todo el músculo simultáneamente, lo que conlleva fatiga y pérdida de control entre 5 y 10 minutos después de iniciar el movimiento", explica Herrera-Arcos a SINC.

Según este experto, "con la optogenética, el control de las neuronas motoras y los músculos se asemeja al funcionamiento natural de nuestro cerebro. Por el contrario, con la estimulación eléctrica, este control no es natural, lo que resulta en imprecisión y fatiga muscular. Nuestro sistema permite un control preciso y sostenido sin fatiga durante períodos prolongados".

La optogenética se fundamenta en la ingeniería genética de células para inducir la expresión de proteínas sensibles a la luz. Esto posibilita dirigir la actividad de estas células al exponerlas a la luz adecuada.

¿Se puede aplicar en humanos?

Aunque esta técnica aún no es aplicable en personas, Herrera-Arcos y Hugh Herr, junto con investigadores del Centro de Biónica K. Lisa Yang del MIT, están trabajando en métodos para introducir proteínas sensibles a la luz de manera segura y efectiva en los tejidos humanos.

"Haciendo uso de la luz a través de la optogenética, podemos controlar el músculo de una manera más natural. En futuras aplicaciones clínicas, este tipo de interfaz podría tener una utilidad muy amplia", destaca Herr, quien en 2016 fue galardonado con el Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica por sus avances en prótesis biónicas de alta tecnología, las cuales él mismo utiliza.

En los últimos años, se han alcanzado importantes avances en la estimulación eléctrica de la médula espinal. Entre los líderes en este campo se encuentra el neurocientífico Grégoire Courtine, de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza). Su equipo presentó la semana pasada en Nature Medicine los resultados de un dispositivo de estimulación eléctrica no invasiva de la médula espinal, el cual ha logrado mejorar la función del brazo y la mano en 43 personas con tetraplejia.

Previamente, el grupo de Courtine había logrado que personas con parálisis recuperaran la capacidad de caminar mediante implantes electrónicos en la médula espinal. A pesar de estos avances, los investigadores del MIT señalan que el uso generalizado de estos dispositivos electrónicos no se ha materializado debido al rápido agotamiento muscular y al control deficiente que provocan.

Sin embargo, Herrera-Arcos reconoce a SINC que la fatiga en los recientes estudios, como los realizados por el equipo de Courtine, aún no ha sido ampliamente investigada.