Entrevista a Carolina Tabernig

Investigaciones al servicio de la Salud

En la Facultad de Ingeniería se trabaja en aplicaciones para pacientes con ACV.
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Carolina Tabernig
Desde la cátedra Equipamiento para Terapia y Rehabilitación perteneciente a la Facultad de Ingeniería de nuestra Universidad, Carolina Tabernig ofreció una clase abierta sobre Tecnología para Rehabilitación basada en Interfaces Cerebro Computadoras por Imaginería Motora. Tabernig es Titular de la mencionada cátedra y Directora del Proyecto de Investigación Tecnología para rehabilitación basada en imaginería motora y realimentación sensorial.
UNER NOTICIAS entrevistó a la profesional, para conocer en detalle la importancia de esa investigación que vienen desarrollando.

-La investigación es aplicable a personas que sufrieron Accidentes Cerebro Vasculares -ACV-
Precisamente, la respuesta refleja del Sistema Nervioso suele estar afectada en las lesiones del Sistema Nervioso Central, como es el caso de los Accidentes Cerebro Vasculares (ACV). Los ACV causan la pérdida repentina de la función neurológica por la interrupción del suministro de sangre al cerebro, provocando secuelas de hemiplejías (parálisis de uno de los hemisferios corporales) o hemiparesias (debilidad en los miembros de todo un lado corporal). Es la principal causa de discapacidad física en los países desarrollados y una de las principales causa de muerte.

Los dos principales procesos patológicos que dan lugar a los ACVs son la oclusión de las arterias, que causa isquemia cerebral o infarto, y la rotura de las arterias, que provoca hemorragias intracraneales. Las hemorragias tienden a ser mucho más destructivas y peligrosas que el ACV isquémico, con tasas de mortalidad más altas y una mayor incidencia de la discapacidad neurológica grave en los supervivientes. Un ACV isquémico es mucho más común y presenta una gama mucho más amplia de secuelas, motivos que han llevado a los investigadores clínicos a la búsqueda de nuevos métodos para paliar o restaurar la función motora perdida o disminuida.

-En determinados estudios, ¿observan la posibilidad de obtener un aprendizaje o reorganización funcional con personas que tienen la enfermedad?
Durante los últimos años se ha acumulado evidencia acerca de la capacidad de adaptación y aprendizaje del Sistema Nervioso. Esta habilidad de reorganización funcional, observada luego de una lesión medular o cerebral, se denomina plasticidad neuronal o neuroplasticidad. La neuroplasticidad es posible gracias a la capacidad que tienen las neuronas para experimentar cambios estructurales y funcionales detonados por influencias endógenas o exógenas, los cuales pueden ocurrir en cualquier momento de la vida. En otras palabras, la neuroplasticidad es el mecanismo por el cual el cerebro sano codifica la experiencia y aprende nuevos comportamientos. Es también el mecanismo por el cual el cerebro dañado reaprende el comportamiento perdido en respuesta a un proceso de rehabilitación.

Ante un ACV, la neuroplasticidad le permite al Sistema Nervioso reorganizar su estructura, función y conexiones en respuesta a un entrenamiento determinado con el fin de restablecer, en alguna medida, la función motora. Diferentes autores reportan que los mecanismos mediante los cuales se produce son complejos y aún no se comprenden por completo. Sin embargo, existe evidencia de que la realización de terapias de rehabilitación puede influenciar estos mecanismos de plasticidad neuronal y, de esta forma, mejorar la recuperación de la función motora a través del re-aprendizaje motor.

-En términos sencillos de entender, ¿cómo se instrumenta esa rehabilitación?
Para encarar la rehabilitación desde la activación del Sistema Nervioso Central, surgen las interfaces cerebro computadora (BCIs), que pueden sustituir la pérdida de señales eferentes, permitiendo a las personas interactuar con su entorno a través de la electroencefalografía (EEG). Una BCI es un dispositivo de comunicación que utiliza señales cerebrales para establecer un canal de comunicación no muscular entre un individuo y el medio exterior.

-Y es aquí donde nos vamos aproximando a la hipótesis de trabajo que ustedes plantean…
Si, la capacidad de adaptación y aprendizaje del sistema nervioso ha promovido el desarrollo de tecnologías para rehabilitación que facilitan la reorganización funcional luego de una lesión medular o cerebral. En este sentido, distintas terapias de rehabilitación buscan generar estímulos sensoriales y motores a través de la repetición de movimientos y su incorporación a las actividades de la vida diaria; favoreciendo la plasticidad del sistema nervioso central dependiente de la actividad.
Estas estrategias de rehabilitación, pueden ser encaradas desde la periferia del sistema o desde el Sistema Nervioso Central -SNC-. Entre las primeras se encuentran las terapias de estimulación funcional, dirigidas al sistema neuromuscular periférico por medio de estimulación eléctrica de sus axones motores o sensitivos.

Entre las estrategias rehabilitadoras encaradas desde el SNC, en los últimos años se han reportado algunos trabajos que muestran el uso de Sistemas basados en BCI por MI (MI-BCI) para promover la recuperación de la función motora a través de favorecer el fenómeno de neuroplasticidad después del ACV o lesión cerebral. En tal sentido, la hipótesis de trabajo es que resulta posible diseñar un Sistema basado en MI-BCI que realimente al paciente-usuario información sensorial de manera extrínseca e intrínseca; para que sea empleado en las terapias ambulatorias de neuro-rehabilitación.

Datos: La parálisis asociada al Accidente Cerebro Vascular (ACV) se encuentra entre las principales causas de discapacidad en los adultos. Alrededor del 25% de los hombres y el 20% de las mujeres tendrán un ACV si viven hasta los 85 años o más, y entre el 25% y el 40% de los sobrevivientes al mismo desarrollaran secuelas de jerarquía. Las parálisis asociadas a las secuelas del ACV se encuentran entre las principales causas de discapacidad en adultos. Más aún, los ACV son la segunda causa de muerte conocida en la provincia de Entre Ríos.

-¿Que esperan lograr en el transcurso del proyecto que abarca un período de varios años de estudio (2016-2019)?
Si bien existe evidencia científica de que algunas estrategias de rehabilitación neurológica colaboran en la recuperación funcional, un número importante de enfermos quedan con secuelas de tal jerarquía que requieren de una permanente asistencia para conducirse en su vida cotidiana. Para esta importante población de pacientes es necesario implementar nuevas herramientas terapéuticas que le faciliten su reinserción laboral, su autonomía en la vida cotidiana y su inclusión social en general.

En función de esto, esperamos que, a través de la ejecución del presente proyecto, podamos ofrecer a la sociedad una alternativa tecnológica para nuevas terapias de neuro-rehabilitación que podrán beneficiar, en un primer momento, a los pacientes con secuelas de ACV pero que luego podrán aplicarse también para la rehabilitación de otras patologías.

Perseguimos desarrollar y evaluar herramientas terapéuticas para neuro-rehabilitación, que integren los comandos neuronales activados durante la preparación o intención de movimiento con información sensorial relacionada al mismo. Aquí es donde debemos implementar un Sistema basado en BCI por imaginería motora, diseñar un bloque de realimentación visual sincronizado con la intención motora que logre la movilidad articular ante la intención motora para pacientes con hemiparesias.

-¿Completamos un poco más la idea del sistema a crear?
El sistema tecnológico a desarrollar consta básicamente de dos bloques. Uno de comando basado en BCI y otro actuador, unidos por una interfaz.
El trabajo investigativo primero se focalizará en los distintos bloques, para luego enfocarse en su integración y posterior evaluación. En el bloque de comando basado en paradigmas de BCI, el usuario planea, imagina e intenta movimientos. Este gran bloque está constituido a su vez por sub- bloques a explorar tanto en hardware como en software; es decir la adquisición de señales electroencefalográficas -EEG-, procesamiento, detección y generación de la señal de comando.

-¿Cómo evaluarán la tecnología empleada?
Mediante estudios experimentales en voluntarios sanos, se realizarán registros de EEG, antes y durante la consigna de imaginar el movimiento de uno o ambos miembros. Se procesarán los datos y analizarán estadísticamente los resultados obtenidos. En todos los casos, efectuaremos ensayos de performance donde se identificará la especificidad, sensibilidad, tasa de aciertos, entre otros índices. Así, se sentarán las bases para la realización de estudios en sujetos con hemiparesias.

-Mencionabas la importancia en lo interdisciplinario del proyecto…
Totalmente. Es un proyecto en interacción con las instituciones de salud, por lo cual la transferencia de conocimiento a dicho sector se encuentra asegurada. Por otra parte, se piensa sentar las bases para la transferencia de la tecnología desarrollada al sector salud a través de convenios que permitan la evaluación del uso en voluntarios con secuelas de hemiparesia, como paso siguiente a la conclusión del proyecto.

Es dable resaltar que los objetivos planteados permitirán la transferencia de los resultados al medio académico a través de la divulgación científica de los integrantes y del Director; quienes, a su vez, somos docentes de las carreras de grado y posgrado, asegurando la transferencia en los distintos niveles educativos universitarios. Todo el equipo de investigadores internos y colaboradores externos tiene experiencia en el área temática del proyecto, algunos en el desarrollo o aplicación clínica de dispositivos en neuro-rehabilitacion; otros en el diseño y desarrollo de equipos para adquisición de biopotenciales; otros en el procesamiento de las señales electrofisiológicas, etc.

Asimismo, varios de los docentes investigadores presentan amplia trayectoria en investigación y desarrollo.

-¿En qué lugar físico trabajan con el proyecto?
El proyecto se desarrolla en el “Laboratorio de Ingeniería de Rehabilitación e Investigaciones Neuromusculares y Sensoriales” (LIRINS) de la Facultad de Ingeniería. Este laboratorio de investigación funciona desde 1994 y cuenta con una buena estructura de soporte como equipamiento, biblioteca y mobiliario.
Los recursos materiales que se disponen son compartidos por los proyectos que en él se llevan a cabo, de esta manera se cuenta con el equipamiento de informático y de registro necesario para la ejecución de este proyecto.
La Facultad cuenta con un pañol de equipamiento electrónico muy completo y con un laboratorio de prototipado rápido y de impresión 3D, que se encuentra disponible para los investigadores.
A modo de ejemplo, se han desarrollado algunos prototipos de sujetadores para los electrodos de registro de EEG muy convenientes. Por otra parte, el laboratorio LIRINS tiene firmados convenios de cooperación con varias instituciones de salud, entre las cuales se destaca la Fundación Rosarina de Neuro-rehabililtacion con la cual está instrumentando un trabajo conjunto de investigación clínica denominado “Estimulación Eléctrica Funcional (FES) controlada con Interfaz Cerebro- Computadora (BCI) como estrategia de rehabilitación en pacientes con paresia braquial severa por secuela de Stroke”.

Asimismo el LIRINS mantiene estrechas relaciones institucionales con el Hospital de Rehabilitación Dr. Vera Candioti de la ciudad de Santa Fe y la Fundación FLENI de Escobar, Buenos Aires, con quienes a firmado convenios marcos de cooperación. En la ciudad de Paraná se ha interactuado con el Instituto Lihuen de neuro-rehabilitación en ocasión de otros proyectos de investigación. Carolina Tabernig - Bioingeniera y Magister - es además Directora del LIRINS.

Contacto: Carolina Tabernig ctabernig@ingenieria.uner.edu.ar
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