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Neurología

Alerta contra las crisis epilépticas

Una startup paulista desarrolla un dispositivo portable concebido para detectar los ataques con alrededor de media hora de antelación

El prototipo llamado Aurora, en su cuarta versión, se asemeja a unos auriculares o una diadema para el cabello

Léo Ramos Chaves

En busca de minimizar los padecimientos de las personas acometidas por la epilepsia, una startup paulista desarrolló un dispositivo portátil para combatir una de las características principales de esta enfermedad: su imprevisibilidad. Un artefacto vestible y no invasivo, cuyo propósito es detectar y advertirles a los propios afectados o a las personas cercanas de posibles crisis epilépticas con hasta 25 minutos de antelación, empezará a testearse este año en el Hospital de Clínicas de la Universidad de Campinas (Unicamp). La epilepsia es una enfermedad neurológica que aún no tiene cura y que afecta aproximadamente a 50 millones de personas en todo el mundo. Se calcula que habría 2 millones de brasileños con esta afección.

La innovación es fruto del esfuerzo de investigación de Epistemic, una empresa fundada en 2015 alojada en el Centro de Innovación, Emprendimientos y Tecnología (Cietec) de la Universidad de São Paulo (USP). El prototipo, que ha sido llamado Aurora, y ya va por su cuarta versión, se asemeja a unos auriculares de vincha o a una diadema para el cabello, y en su interior contiene un dispositivo de electroencefalografía  (EEG) en miniatura, que registra la actividad eléctrica del cerebro. A su vez, el EEG está conectado a un software que procesa la información de las ondas cerebrales y hace sonar una alarma en el teléfono móvil del portador y de alguien cercano cuando el algoritmo detecta que se avecina una crisis. El desarrollo de esta tecnología cuenta con el apoyo del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (Pipe), de la FAPESP.

“Es similar a los aparatos tradicionales de electroencefalograma, pero en miniatura. Cabe en la palma de la mano”, dice la ingeniera electricista Paula Gomez, quien fundó la empresa en 2015 junto con su madre, la física teórica Hilda Cerdeira, estudiosa de la teoría del caos y los sistemas no lineales, y los ingenieros Conrado y Giuliano Leite de Vitor. La propuesta es que los pacientes lleven permanentemente el dispositivo y, al recibir el aviso, puedan protegerse tomando la medicación recetada por el médico o dirigirse a un lugar seguro. Esta posibilidad les permitiría disfrutar de una mejor calidad de vida, con menos limitaciones y mayor autonomía, afirman los desarrolladores de la tecnología.

Uno de los grandes retos para los estudiosos de la epilepsia consiste en hallar un patrón en la imprevisible actividad eléctrica cerebral u otra señal que indique que una persona sufrirá una crisis en algunos minutos. Esos eventos pueden manifestarse de maneras diversas, entre ellas, convulsiones con movimientos motores rítmicos y repetitivos, como así también desmayos breves con pérdida de la memoria.

Es este patrón el que la física Hilda Cerdeira dice haber identificado tras abocarse a revisar bases de datos internacionales con información sobre personas con epilepsia que fueron internadas para someterse a cirugías. En sus estudios, la investigadora dice haber detectado la aparición de un patrón cerebral específico a partir de 25 minutos antes de la crisis.

La física, de nacionalidad argentina aunque naturalizada brasileña, ya se había jubilado de la Unicamp y del Centro Internacional de Física Teórica Abdus Salam, en Trieste (Italia), cuando comenzó sus investigaciones con los signos cerebrales de la epilepsia, empleando una metodología que había desarrollado anteriormente para decodificar señales caóticas en sistemas no lineales. Su interés por el tema surgió cuando dictó una conferencia en el Hospital Sírio-Libanês de São Paulo, en 2008, al enterarse del patrón desordenado de las señales de los electroencefalogramas.

La prueba de fuego
La investigación que se llevó a cabo en Epistemic, dice Gomez, va en la misma línea de la que realizan los grupos más avanzados en todo el mundo. “Desconozco si ya existe un dispositivo como el nuestro en el mercado”, subraya. La prueba de fuego serán los ensayos que están programados para realizarse en la Unicamp, que se ejecutarán con la colaboración del Instituto Brasileño de Neurociencias y nanotecnología (Brainn), uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepid) patrocinados por la FAPESP. Durante este estudio, cuya extensión será de 18 meses, los investigadores podrán comprobar en voluntarios si el patrón que Cerdeira detectó indica, en efecto, la inminencia de una crisis epiléptica.

Léo Ramos Chaves El Aurora contiene un aparato de electroencefalografía en miniatura, que registra la actividad eléctrica del cerebro y está conectado a un software que procesa esos datosLéo Ramos Chaves

Gomez explica que, en general, las personas que van a someterse a una cirugía para controlar la enfermedad quedan internadas para realizar una grabación en video acoplada al EEG para localizar el área cerebral donde se originan las crisis. El tratamiento quirúrgico está indicado para un universo de un 30 % de los pacientes cuya epilepsia es refractaria a la terapia con fármacos antiepilépticos, y puede implicar tanto la remoción de la porción del tejido cerebral responsable del origen de las crisis como la interrupción de la comunicación entre las estructuras cerebrales implicadas. Previo a la cirugía, los pacientes son monitoreados las 24 horas vía EEG y se les reduce la medicación para controlar las crisis, lo que aumenta el riesgo de aparición de esos eventos. Los datos de aproximadamente 200 registros de crisis epilépticas en 50 pacientes fueron utilizados por Cerdeira para identificar un patrón de lo que se denomina la fase preictal, un término médico que puede interpretarse como la fase previa a la crisis.

“Ahora, durante los ensayos clínicos de nuestro dispositivo, notaremos una diferencia en la práctica, por dos motivos. En primer lugar, porque no se le retirará la medicación a los pacientes. Y también porque los voluntarios se estarán desplazando, desempeñándose en sus actividades cotidianas, sin necesidad de estar internados y en una cama de un hospital”, comenta la ingeniera electricista. Así, pues, la prueba se asemejará a lo que serían las condiciones habituales de los posibles usuarios del dispositivo.

Además del algoritmo de predicción de crisis, Epistemic también desarrolló la electrónica y la mecánica del sistema. Entre las innovaciones tecnológicas que se emplearon figuran los electrodos secos y una plaqueta flexible que alberga el sistema de procesamiento que es maleable, es decir, que puede amoldarse a la cabeza de los pacientes. La novedad en cuanto a los electrodos reside en que, al contrario de aquellos que se emplean en los aparatos convencionales de EEG, los secos no precisan un gel conductor para su funcionamiento. El Aurora está dotado de cuatro electrodos que quedan en contacto con el cuero cabelludo. Dos de ellos captan las señales eléctricas cerebrales, uno a cada lado de la vincha, y los otros verifican que los demás estén bien colocados y funcionando correctamente.

El neurólogo Carlos Eduardo Soares Silvado, de la Universidad Federal de Paraná (UFPR), sostiene que el gran reto del Aurora será poder detectar las crisis con los mencionados 25 minutos de antelación. “Cuando se desencadenan las crisis, se concretan rápidamente, a menudo en cuestión de segundos”, asegura. “Si el Aurora funciona, eso será fantástico y de gran utilidad para quienes padecen de epilepsia”. Con todo, subraya que hay casos en que incluso el electroencefalograma realizado en un hospital no logra determinar el foco de las crisis, dependiendo de su ubicación en la corteza cerebral. “Quizá se necesite añadirle más electrodos al dispositivo, o bien requiera de algoritmos más sofisticados. Pero es una investigación prometedora”.

El neurólogo Fernando Cendes, investigador responsable del Brainn y docente en la Facultad de Ciencias Médicas de la Unicamp, cree que es “demasiado optimista” pensar que el dispositivo de Epistemic será capaz de detectar una crisis epiléptica con casi media hora de antelación. Empero, estima que el desarrollo podrá tener muchas aplicaciones, puesto que constituye una forma de monitorear la actividad eléctrica cerebral en forma continua y no invasiva. “Ya sería importante si incluso pudiera detectarse una crisis cinco segundos antes. La ciencia progresa a partir de avances como este”.

Según Cendes, el estudio programado por la Unicamp, del cual formará parte su grupo, aún se encuentra en su fase inicial. “Si esta primera prueba de concepto funciona, se realizará un ensayo con una mayor cantidad de personas”. El investigador dice que es difícil anticipar cuándo el dispositivo estará disponible para los pacientes. Para salir al mercado, además de demostrar su factibilidad en los ensayos clínicos, deberá aprobarlo la Agencia Nacional de Vigilancia Sanitaria (Anvisa).

El proyecto ya le reportó reconocimientos a Epistemic. El año pasado, la startup fue seleccionada para participar en el programa de aceleración de empresas Creative Startups, que ofrece Samsung, y recibió 200 mil reales para invertir en el desarrollo de la investigación. En 2018, Gomez recibió el premio Cartier Women’s Initiative Awards, que reconoce iniciativas de mujeres emprendedoras.

Con el dinero aportado por Samsung, la startup creó una aplicación para teléfonos celulares llamada Epistemic App, que funciona como un diario, en el cual el paciente puede registrar datos relativos a la alimentación, el sueño y la actividad física, entre otros. El dispositivo fue lanzado el año pasado, junto con la plataforma Epistemic Web, donde la información consignada en la aplicación se transforma en gráficos e informes y queda a disposición de los médicos. “Epistemic App sirve para registrar los datos relacionados con la crisis y para identificar posibles desencadenantes”, explica Gomez. Disponible en Google Play, cuenta con 1.100 usuarios activos y ya se han registrado 4.500 descargas.

Los estudios para ayudar a las personas con epilepsia a convivir con la enfermedad han avanzado en los últimos años. Han llegado al mercado varias innovaciones con propósitos diversos, entre ellas, dispositivos que detectan el momento en que sobreviene una crisis y emiten alertas. En esos momentos, el cerebro presenta alteraciones que son fácilmente detectables. “Cuando se produce una crisis, hay un cambio abrupto en la actividad eléctrica cerebral”, comenta Cendes. “De un momento a otro se dispara una actividad anómala y sostenida en un gran grupo de neuronas. Esta actividad se vuelve más rítmica, más potente y se dispara de manera diferente a lo habitual”.

El neurólogo de la Unicamp explica que las manifestaciones clínicas de una crisis dependen del lugar del cerebro donde se localizan y si las descargas anormales se circunscriben a una zona (crisis focales) o son generalizadas. “Las manifestaciones son muy variables, y pueden, por ejemplo, producir un aumento de movimientos –como temblores musculares o movimientos automáticos– o una pérdida momentánea de la conciencia en la cual la persona queda con la mirada perdida y sin reacción durante algunos segundos. Por ende, a menudo el paciente no se da cuenta –ni tampoco quien se encuentra cerca– de que ha sufrido un ataque”. Por ello, la mera anotación de los síntomas que realiza el paciente no describe con precisión ni la frecuencia ni la duración de las crisis.

Un artículo de revisión publicado en 2020 en la revista Científica Acta Neurologica Belgica efectuó una comparación entre 16 sistemas vestibles diferentes centrados en la detección de las crisis epilépticas. Entre los dispositivos no invasivos, la mayoría identifican alteraciones motoras comunes durante las crisis. La detección se realiza merced a unos instrumentos llamados actímetros que forman parte de esos dispositivos. Muy extendidos en smartphones y relojes, los actímetros son capaces de indicar si el usuario está caminando, corriendo o en reposo. Muchos de ellos también poseen sensores de temperatura corporal y de la frecuencia cardíaca.

En 2018, la Food and Drug Administration (FDA), la agencia estadounidense que regula los alimentos y los medicamentos, aprobó la pulsera Embrace, un producto de la compañía ítaloestadounidense Empatica, que posee un biosensor de actividad que detecta las crisis convulsivas –caracterizadas por temblores musculares– y envía una señal de alerta, vía bluetooth, al teléfono móvil de una persona cercana al paciente.

Otra categoría es la de los aparatos invasivos –que se emplean para los casos más graves, en los cuales la condición es refractaria a los medicamentos y las crisis epilépticas son violentas y frecuentes– con electrodos implantados en el interior o en la superficie del cerebro de los pacientes sobre una placa de silicona.

En la ciudad de Melbourne, Australia, el Instituto Bionics está trabajando en el desarrollo de un dispositivo implantable que registra las crisis. Ni bien detecta alteraciones en las señales eléctricas cerebrales, el aparato libera en el paciente la medicación anticrisis. En tanto, la startup californiana NeuroPace, en Estados Unidos, desarrolló un dispositivo de electroestimulación, denominado RNS, que se implanta en el cerebro de los pacientes con epilepsia refractaria a los medicamentos. Dicho sistema envía pulsos breves de estimulación eléctrica al cerebro según sus necesidades y conforme a lo programado por el médico.

Para Cendes, los dispositivos vestibles ofrecen algunas ventajas en comparación con los invasivos. “Todo lo que no es invasivo es mucho más práctico”, pondera. “El paciente no depende de una cirugía y, por eso, no hay riesgo de infección o de otras complicaciones. Además, el costo es mucho menor”.

Proyecto
Dispositivo médico de predicción de crisis epilépticas (nº 18/19877-3); Modalidad Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (Pipe); Investigadora responsable Paula Renata Cerdeira Gomez (Epistemic); Inversión R$ 720.943,27

Artículo científico
VERDRU, J. et al. Wearable seizure detection devices in refractory epilepsy. Acta Neurologica Belgica. 6 jul. 2020.

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