No hay una discusión sobre los aspectos éticos.

 

Los científicos están desarrollando implantes, como por ejemplo tráqueas artificiales, pero también hay todo un campo de sofisticados implantes médicos, interfaces cerebro-máquina cada vez más complejas; es el campo de los cíborgs, el campo en el que se fusiona la biología con la robótica, lo vivo con lo artificial. Las combinaciones entre máquinas y organismos vivientes tienen un gran potencial positivo, pero tampoco puede negarse que vienen acompañadas por importantes dudas éticas.

 

ciborg

 

Esos avances pueden mejorar considerablemente la calidad de vida de muchas personas, sobre todo en el aspecto médico. Sin embargo, los científicos suelen decir que la vertiente ética y social del fenómeno no puede perderse de vista bajo ningún concepto.

Sin embargo, la alusión a los riesgos éticos y sociales no son más que menciones a modo de inventario, que no entran en discusión, porque el centro de los científicos es seguir para adelante con los ciborgs.

Este es un punto importante para discernir.

YA ESTÁN EN EL LENGUAJE POPULAR

Los cíborgs son bien conocidos en la cultura popular por novelas y películas de ciencia-ficción, en las que son organismos con cualidades de robots y de entes vivos, lo que les dota, en teoría, de lo mejor de ambos mundos.

La palabra cíborg (cyborg en inglés) proviene del término inglés “cybernetic organism” (organismo cibernético). De hecho, ya existen cíborgs que combinan sistemas robóticos con materia viviente. Los investigadores Christof M. Niemeyer y Stefan Giselbrecht, del Instituto para Interfaces Biológicas 1 (IBG 1), dependiente del KIT, y Bastian E. Rapp, del Instituto de Tecnología de la Microestructura (IMT), señalan que esto es particularmente apreciable en los implantes médicos.

En los últimos años se han logrado notables avances científicos y tecnológicos en el naciente campo de los cíborgs. A este éxito han contribuido desarrollos tales como los implantes médicos basados en materiales inteligentes que reaccionan automáticamente a cambios en las condiciones del entorno, el salto espectacular en el diseño asistido por ordenador, el desarrollo de técnicas avanzadas de fabricación basada en datos de tomografía por resonancia magnética, y la capacidad cada vez más sofisticada de modificar a voluntad superficies artificiales para una mejor integración en ella de tejidos vivos.

Por ejemplo, al respecto de esto último, en el KIT se desarrollaron revestimientos especiales para superficies, a fin de poder integrar exitosamente en ellas tejidos vivos y evitar reacciones de inflamación y otros efectos.

LOS AVANCES DE LOS IMPLANTES CEREBRALES

Los avances en microelectrónica y tecnología de semiconductores han sido la base de los implantes electrónicos que controlan, restablecen o mejoran funciones del cuerpo humano, como marcapasos, implantes de retina, implantes auditivos, o implantes para estimulación cerebral profunda destinados a mitigar el dolor crónico o el Mal de Parkinson. Actualmente, los avances en bioelectrónica se combinan con sistemas robóticos para diseñar neuroprótesis de alta complejidad.

Los científicos están trabajando en interfaces cerebro-ordenador que establezcan un contacto físico directo con el cerebro. Estas interfaces se utilizan, entre otras cosas, para controlar prótesis y más específicamente movimientos complejos, tales como los necesarios para agarrar un objeto, que dependen de muchas variables, no solo de la forma y peso del objeto, sino también de su fragilidad. (Es obvio, por ejemplo, que no es lo mismo agarrar un huevo que una pelota de tenis.)

Las interfaces cerebro-ordenador son además herramientas importantes en las neurociencias, ya que proporcionan información sobre el funcionamiento interno del cerebro. Para la comunicación entre dispositivos artificiales y órganos o tejidos vivos se pueden utilizar no solo señales eléctricas, sino también sustancias que son liberadas en lugares o momentos específicos por sistemas micro y nanofluídicos implantados.

A menudo se considera a las interfaces cerebro-ordenador como meros proveedores de señales provenientes del cerebro. Sin embargo, también se les puede usar para enviar señales al cerebro, algo que es una cuestión muy controvertida desde el punto de vista ético.

“Las interfaces cerebro-ordenador implantadas que envían señales a nervios, músculos, o directamente al cerebro, ya se utilizan de forma rutinaria, por ejemplo en marcapasos o implantes para estimulación cerebral profunda”, explica el profesor Christof M. Niemeyer, del KIT.

“Pero estas señales no están pensadas para controlar a todo el organismo ni son apropiadas para ello (los cerebros de la mayoría de los organismos vivos son demasiado complejos)”.

Los cerebros de organismos inferiores, como los insectos, son menos complejos. Tan pronto como se les acopla una señal adecuada, comienza a ejecutarse un cierto programa de movimiento, como el de correr o el de volar. Los llamados BioBots, o sea, insectos grandes con unidades de control electrónicas y microfluídicas implantadas, se han comenzado a utilizar, experimentalmente, en lo que constituye una generación de cíborgs de muy baja inteligencia, y entre los diseños más ambiciosos destaca, por ejemplo, el de cíborgs voladores pequeños para misiones de vigilancia y rescate.

Otra vía de aprovechamiento de los cíborgs es la de emplearlos como sistemas modelo en las neurociencias, con el fin de comprender mejor el funcionamiento de las diversas partes del cerebro.

Muchos implantes médicos que se utilizan durante un largo tiempo dependen de una fuente fiable de energía. En la actualidad, ya se trabaja en métodos avanzados para energizar tales implantes utilizando la energía térmica, cinética, eléctrica o química del cuerpo del propio paciente, casi como si el implante fuese un órgano más.

EL EJEMPLO DE UNA FÁBRICA DE TRÁQUEAS

Desde 2008, ocho pacientes han tenido la oportunidad de vivir nuevamente gracias al reemplazo de sus dañadas tráqueas con versiones creadas por el hombre. Esta tecnología altamente experimental está pasando de los laboratorios de investigación a una instalación de fabricación, a medida que una empresa del área de Boston (EEUU) se prepara para fabricar los soportes para el cultivo de órganos sintéticos a gran escala.

Harvard Apparatus Regenerative Technology, o HART, está probando su sistema de tráquea sintética en Rusia, y tiene planes para hacer pruebas similares en la Unión Europea este año. La compañía está trabajando con la Administración Estadounidense del Medicamento para también realizar pruebas en EEUU.

Las tráqueas sintéticas se crean a partir del cultivo de las propias células madre del paciente en un soporte fabricado en laboratorio. En el futuro, esta técnica podría ser adaptada para crear otros órganos, como un reemplazo de esófago, de válvula de corazón, y de riñón.

Si se expande a más partes del cuerpo, la tecnología de órganos sintéticos podría ayudar a satisfacer una grave necesidad médica. Las listas de espera de trasplantes de órganos vitales como el corazón, los pulmones, el hígado y los riñones son preocupantemente largas. Cada día mueren muchos pacientes esperando órganos donados. Sólo en EEUU, 120.000 personas están en lista de espera para un órgano, según estimaciones del Departamento de Salud y Servicios Humanos del país. Y las listas de espera subestiman la verdadera necesidad, asegura el cirujano-científico del Hospital General de Massachusetts (EEUU) Joseph Vacanti, que también es un líder en la investigación de ingeniería de tejidos. “La única manera en que podemos satisfacer esa necesidad real es con la fabricación de órganos vivos”, afirma Vacanti, que no está afiliado con HART.

Investigadores de todo el mundo están encontrando nuevas maneras de crear tejidos para trasplantes. “Durante 25 años, el campo ha pasado de la ficción y la fantasía a la ciencia y la ingeniería”, señala Vacanti. Existen muchos enfoques diferentes, desde la impresión precisa con chorro de tinta de tipos de células en una estructura organizada (ver “Células oculares impresas para tratar la ceguera“) hasta permitir que las células se auto-organicen espontáneamente en proto-órganos (ver “Creado un hígado rudimentario partiendo de células madre” y “Cultivando ojos“).

El enfoque actual de HART consiste en cultivar células madre de un paciente en soportes sintéticos. Las cuatro cirugías de tráquea artificial más recientes se han realizado con estos soportes de laboratorio a medida, afirma el director general de HART, David Green.

Cultivar las propias células de un paciente en un soporte proporciona un buen ambiente para las células madre de médula ósea, que después pueden convertirse en varios tipos de células, tanto en la incubadora como después de su implantación en el paciente.

HART crea estas estructuras haciendo girar fibras sobre un centésimo de la anchura de un cabello humano en un tubo creado a medida para que se adapte a cada paciente. El resultado es un soporte personalizado “que crea una malla del tamaño adecuado para las células”, afirma Green. “Se sienten como en casa”.

Las células madre tomadas de la médula ósea del paciente son, después, “rociadas sobre la parte superior del soporte, como un pollo en un asador”, asegura Green. Las células adheridas a esta estructura se cultivan en una incubadora giratoria especializada durante, aproximadamente, dos días antes de ser trasplantadas. Unos cinco días después del trasplante, aparecen nuevos tipos de células en el órgano, afirma, y entre ellas hay células importantes que recubren la superficie interior y ayudan a eliminar la mucosidad de los pulmones al toser. En última instancia, los vasos sanguíneos se desarrollan en el órgano sintético, concluye Green.

Fuentes: Technology Review, Signos de estos Tiempos

 

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