UNAM diseña videojuegos para pacientes con discapacidad motriz

El proyecto del Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Aplicaciones Interactivas para la Neurorehabilitación (LANR), encabezado por Ana María Escalante Gonzalbo, vinculó la neurociencia con la tecnología para hacer rehabilitación de forma remota. El objetivo fue complementar la terapia física de “pacientes con secuelas motrices a consecuencia de un daño neurológico“, explica la especialista en entrevista con RT.

El equipo de trabajo exploró el funcionamiento de la consola Kinect. Después, en los siguientes tres años, se dedicaron a probar sensores que pudieran rastrear los movimientos, mientras aprendían sobre el desarrollo de los juegos. “Nuestra interacción con los especialistas en neurorrehabilitación nos permitió conocer cuáles son las terapias que han dado resultados en ciertos pacientes con daño neurológico”, menciona Escalante Gonzalbo.

Fue así que decidieron concentrarse en el evento cerebral vascular, que también se conoce como ictus o infarto cerebral en su modalidad isquémica.

A su vez, esto les dio la pauta para enfocarse en la recuperación motora de pacientes con hemiplejia —una de las consecuencias que deja un evento cerebral vascular—, por lo que llegaron a la conclusión de que necesitaban sensores que permitieran rastrear movimientos, desde el hombro hasta la mano.

“El sensor Kinect nos ha funcionado bien para las articulaciones más gruesas, pero no nos permite detectar movimientos precisos en las articulaciones más finas, entonces fue que descubrimos un pequeño sensor infrarrojo llamado ‘leap motion’, que permite detectar movimientos de la mano”, comenta la académica.

Posteriormente, descubrieron que para los movimientos en el plano horizontal era necesario un ratón; sin embargo, no todos los pacientes son capaces de manipular un ‘mouse’ convencional, por lo que diseñaron su propia carcasa. “Hicimos un diseño en impresión 3D, ergonómico, que se acomoda a la mano; además utilizamos una lámina de neopreno para fijarla al ratón de manera que, aunque el paciente no tenga la capacidad de agarrarlo para hacer los movimientos, su mano queda unida”, describe Escalante Gonzalbo.

Finalmente crearon un guante especial para los movimientos más finos de la mano, es decir, los que involucran todos los dedos.

Videojuegos desarrollados por el LANR

Actualmente el laboratorio cuenta con 12 videojuegos registrados, en su mayoría para trabajar con miembros superiores, ya que la recuperación es más compleja debido a que hay más articulaciones y con más rangos de movimiento.

En uno de los juegos denominado ‘Penal Madness’, el paciente juega el rol de un guardameta y debe detener la mayor cantidad de tiros posibles a gol. Este juego está enfocado a la rehabilitación del hombro.

Otro juego se llama ‘Topocrisis’ y el objetivo es que el paciente le pegue a los topos antes que desaparezcan los mamíferos, para lo cual debe utilizar el ‘mouse’, al que se le ajusta la sensibilidad de acuerdo con el movimiento que debe realizar, ya sea con el brazo, el codo o la muñeca.

Con el uso del guante, en el juego ‘Sandwichmanía’, el paciente utilizará todos sus dedos: el índice representa el pan; el medio, el jamón; el anular, el queso; y el meñique, el jitomate. Cada dedo debe tocar el pulgar para armar los emparedados que se muestran en pantalla.

Todos los juegos inician siempre con la idea de un movimiento, “a partir ahí hacemos nuestra propuesta de videojuego y de cuál será la dinámica, la mecánica, la estética y el entorno en el cual se va a desarrollar”, indica la responsable del LANR.

En un servidor virtual se almacenan todas las rutinas de los pacientes, desde donde se le da seguimiento a su terapia. Conforme el jugador mejora sus habilidades, se le sube de nivel para que sea el reto sea aún mayor.

Se busca un equilibrio entre mantener el reto lo suficientemente alto como para que los usuarios deban esforzarse, pero en un grado relativamente bajo para que no se frustren y no haya consecuencias negativas.

‘Recableando el cerebro’

“De alguna forma, lo que estamos haciendo es ‘recableando’ el cerebro”, explica Escalante Gonzalbo, pues tomando en cuenta que durante un evento cerebro vascular se mueren millones de neuronas, el mecanismo con el que funcionan los videojuegos tiene como intención establecer nuevas conexiones.

“Si nosotros ponemos a la persona a realizar repetidamente cierto movimiento, estamos dando una retroalimentación positiva a estas neuronas sobrevivientes para que se conecten y establezcan un camino alterno”, detalla.

Lo que se busca, expone, es que el cerebro “reaprenda algo”, lo cual tiene que ver con la plasticidad del cerebro, que la especialista define como “la capacidad de las neuronas de estar constantemente estableciendo nuevas conexiones o eliminando las que ya no utilizan”. Dicha plasticidad, continúa, “es muy activa durante las primeras etapas del desarrollo”, y es gracias a ella que los niños aprenden cosas nuevas, aunque esa capacidad cerebral persiste durante toda la vida, incluso en adultos mayores.

Etapas para la rehabilitación

Este tipo de telerehabilitación se puede usar en cualquier momento, aunque entre más se deje pasar el tiempo, más trabajo le costará al paciente obtener los resultados deseados.

En ese sentido, los creadores de los videojuegos tienen identificadas tres etapas para ajustar el tratamiento.

En la etapa aguda, el paciente llega al hospital tras el evento cerebro vascular. Se le estabilizan sus funciones vitales y se evita que el daño se extienda. En esta fase, “lo único que reciben son algunas movilizaciones pasivas para mantener las articulaciones viables”, señala la especialista.

En la etapa subaguda es cuando dan de alta al paciente. En este punto, el nivel de plasticidad es mayor en las neuronas sobrevivientes cercanas a la zona de la lesión, debido al ictus. “Si aprovechamos este tiempo podemos dirigir la rehabilitación motora de una manera muy apropiada”, apunta Escalante Gonzalvo.

En la etapa crónica, que se contempla a partir de los seis meses de ocurrido el evento cerebro vascular, “las ganancias son menores y el trabajo para conseguir el establecimiento de una nueva vía motora es más difícil; aun así funciona”, asegura la coordinadora del LANR.

Resultados prometedores

Los videojuegos ya han sido probados con pacientes crónicos en el Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía de la Ciudad de México y los resultados fueron muy prometedores. “Demostramos la usabilidad, la seguridad, la viabilidad de nuestra propuesta, pero además la medición de función motriz nos arrojó datos (de) que hubo ganancias importantes en la motricidad“, apunta Escalante Gonzalbo.

Después se probó con pacientes subagudos como telerehabilitación, para lo cual se entregó a los pacientes un kit que incluyó una computadora portátil, un ‘mouse’ ergonómico, un Kinect con los juegos preinstalados, un ‘leap motion’ y un guante de datos.

Sin embargo, el laboratorio busca apoyos económicos para poder costear la manufactura de los dispositivos; para tener un centro especializado para fabricarlos y brindar el servicio a más personas; y para pagar los sueldos de las personas que trabajan en el proyecto, ya que en su mayoría son estudiantes de servicio social de carreras como Ingeniería en Computación, Mecatrónica, Psicología, Neurociencias, Diseño Gráfico e Industrial y Música.

Séptima causa de muerte en México

En 2021, el ictus fue la séptima causa de muerte en la población en general de México, al ocasionar 37.453 decesos, la mayoría en hombres mayores de 65 años, según datos del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (Inegi).

A nivel nacional existen 118 casos por cada 100.000 habitantes, lo que representa 170.000 nuevos pacientes al año. De esta cifra, el 20 % puede fallecer en los primeros 30 días, mientras que el 70 % quedará con alguna discapacidad.

En 2021, el Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía (INNN) atendió 580 pacientes con esta enfermedad; 80 % por infarto cerebral y 13 % por hemorragias intercerebrales; el resto, por otras causas. Algunos de los síntomas que acompañan un episodio cerebro vascular son alteraciones en la cara; mano pesada o debilidad en un brazo, pierna o en ambos; lengua trabada o dificultad al hablar.

El ictus es prevenible en nueve de cada diez personas que está en riesgo de sufrir este evento. La hipertensión arterial sistémica es el principal factor, ya que de 30,9 % a 49,9 % de las personas hipertensas lo desarrollan.

Fuente: RT/CanalesTI, EAC,