Investigadores de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, desarrollaron, en coordinación con universidades extranjeras, un modelo matemático cuya aplicación podría contribuir a la creación de una prótesis vestibular no invasiva que sustituya el equilibrio en el oído interno de personas afectadas en su sistema auditivo.
Luego de casi 10 años de trabajo, el investigador del Instituto de Fisiología de la BUAP, Enrique Soto Eguibar, en coordinación con científicos de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas de la Máxima Casa de Estudios en Puebla, de la Universidad Estatal de Moscú y la colaboración parcial de la Universidad de California, desarrollaron un modelo matemático que se encuentra en proceso de registro patente.
La importancia de este hallazgo en la calidad de vida de los humanos
El sistema vestibular se localiza en la parte interna del oído, su función primordial es proveer información de la orientación y el movimiento para un control eficiente de la postura, estabilización de la mirada y generación de un mapa de navegación del sujeto en el espacio.
Al alterarse el sistema vestibular se produce una disminución de la habilidad para mantener el equilibrio, lo que constituye un claro riesgo para la salud pues incrementa la probabilidad de una caída y si bien medicamentos adecuados pueden aliviar algunos síntomas de origen vestibular, no pueden restituir su función.
En los seres humanos la incidencia de problemas vestibulares es muy alta, pues al igual que todos los órganos sensoriales de la misma manera en que surgen alteraciones de la visión en la vejez, las hay en el equilibrio, esa pérdida en la habilidad para mantener el equilibrio genera caídas principalmente en los adultos mayores, lo que conlleva a fracturas y a una serie de consecuencias que los puede conducir a la muerte.
Así surgió la idea de proponer un dispositivo auxiliar para tratar de evitar esas caídas, que también se pueda aplicar en los jóvenes que sufren daños por infecciones virales o accidentes y contribuir a mejorar su calidad de vida, “si pierdes la vista te ponen anteojos, si pierdes el oído te ponen un dispositivo auxiliar auditivo, nuestra idea es implantar un dispositivo auxiliar que te ayude a mantener el equilibrio”, consideró el investigador.
La adecuación de avances tecnológicos
Desde el laboratorio de Fisiología Experimental de la BUAP, el doctor Soto Eguibar explicó cómo en un primer momento se desarrolló el modelo matemático, con apoyo de científicos de la Universidad de California quienes trabajaban en sensores técnicos simuladores del sistema de equilibrio, de donde nació la idea de estudiar la factibilidad de crear un prototipo de prótesis vestibular.
“Quisiera ser cauto, son prototipos, partes y análisis de la factibilidad, la idea a largo plazo es crear un dispositivo electromecánico que permita sustituir la parte de equilibrio del oído interno, cabe señalar que este tipo de investigaciones se trabajan ya por grupos de universidades como Yale y Harvard, quienes pretenden aplicarlas en humanos”.
Es así cómo en el Instituto de Fisiología de la BUAP, a partir de sensores técnicos que son los giróscopos y acelerómetros equivalentes a los canales semicirculares y órganos otolítcos del oído interno, que son sistemas que controlan la postura y sensación de movimiento, se trabajó para hacer uso de estos sensores en miniatura.
Un ejemplo de un desarrollo tecnológico paralelo que hace uso de estos dispositivos electrónicos es el Segway Personal Transporter, un vehículo de transporte ligero giroscópico eléctrico de dos ruedas, con autobalanceo controlado por un ordenador que usan los policías en aeropuertos o supermercados.
En el caso del prototipo vestibular los investigadores de la BUAP, trabajan para convertir esos sensores ya existentes en señales que puedan conectarse al sistema nervioso central (SNC) de una persona, convirtiendo las señales de los sensores en señales eléctricas susceptibles de interpretación por el sistema nervioso a través de modelaje matemático.
“Lo novedoso de nuestra patente es que hicimos todo un sistema de procesamiento complejo que sale de la señal de los sensores hasta el SNC para poder aplicar directamente corriente eléctrica al cerebro y éste pueda interpretarla como señales útiles para el equilibrio, es lo que nuestra solicitud de patente intenta proteger”, destacó el investigador.
Fase de experimentación en animales y humanos
De acuerdo con el doctor Enrique Soto Eguibar, el grupo de investigación del que forma parte desarrolla desde hace tiempo procesos de experimentación en animales, “en el oído aislado de ratas se aplica estimulando eléctricamente para ver el tipo de respuestas que se van a obtener”.
Adicionalmente, comentó que se trabaja desde hace cuatro años en otra propuesta, un dispositivo de electrodos periauriculares (alrededor del oído), que permitirían sin implantar el dispositivo al SNC, enviar estímulos eléctricos para hacer que la persona sienta si se desequilibra o no, este experimento se realiza en humanos, con su consentimiento, haciendo uso de sensores comerciales.
El científico insistió en que esta propuesta no es resultado de un trabajo aislado, sino de un esfuerzo coordinado con psicólogos, odontólogos, químicos, médicos, biólogos, físicos e ingenieros electrónicos.
“Con nosotros trabajan el matemático Vladimir Alexandrov y la fisióloga Tamara Alexandrova, la colaboración también incluye al Rector de la Universidad Estatal de Moscú, quien es físico, el modelaje matemático lo realizan ellos junto con la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, la parte experimental es de este Instituto”.
Forman parte de este trabajo María del Rosario Vega y Saénz de Miera, profesora del Instituto de Fisiología, Adriana Pliego de maestría del Instituto; el doctor Fermín Guerrero Sánchez de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas (FCFM), Maribel Reyes Romero, estudiante de doctorado y profesora de la Escuela de Biología y María Alicia Lizbeth Ángeles Vázquez estudiante de doctorado de la FCFM-BUAP.
Finalmente, luego de reconocer la importancia de que desde la Institución se haya decidido apoyar el registro de patentes para facilitar la posibilidad de hacer propuestas concretas y protegerlas, concluyó que esta investigación, cuya originalidad consiste en no realizar implantación invasiva, podría representar un importante impacto para la medicina clínica en un futuro.
