El 1 por ciento de la población mayor de 65 años se ve afectada por la enfermedad de Parkinson, conocida como un tipo de trastorno de movimiento degenerativo que se caracteriza por el deterioro del funcionamiento de los ganglios basales. Después aparecen signos clínicos como la bradicinesia (lentitud en el movimiento), la hipocinesia (movimientos de pequeña amplitud), y la alteración del equilibrio y de la marcha.
Dado el progreso de la enfermedad y las limitaciones de los tratamientos quirúrgicos y farmacológicos para contrarrestar los problemas motores de las personas con Parkinson, la rehabilitación motora se convierte en una herramienta complementaria para disminuir el impacto de la enfermedad sobre la calidad de vida.
Con esta primicia el fisioterapeuta Gustavo Pineda, candidato a magíster en Ingeniería Biomédica de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.), realizó el estudio del patrón de marcha en términos cuantitativos, con el fin de intervenirlo y hallar una estrategia de la rehabilitación que les permita a los pacientes mejorar su movilidad. Este proyecto se adelantó en el grupo de investigación Computer imaging and medical application laboratory (Cimal@b) de la Institución.
Para esto se apoyó en la “estimulación auditiva rítmica”, estrategia basada en sonidos rítmicos sencillos empleada antes por muchos investigadores para modificar el patrón de marcha en esta población. El fundamento de dicha intervención radica en las conexiones directas entre la corteza motora y la corteza auditiva del cerebro. Aunque ya existen investigaciones previas e incluso dispositivos que usan este principio, la relación implícita que tiene dicha estrategia con el aprendizaje motor se ha descrito poco.
La metodología empezó con el análisis del movimiento implementando elementos de visión por computador y procesamiento de señales digitales para la extracción de las características relevantes del patrón de marcha.
A partir de este análisis se calcularon las variables espacio-temporales de la marcha (longitud de paso, cadencia y rapidez media). Cuando se implementó esta herramienta se llevaron a cabo pruebas iniciales en las que se encontró que adultos mayores sanos pueden sincronizar su frecuencia de marcha con la frecuencia fija de un metrónomo en una relación tiempo-dependiente.
“En el caso de los pacientes sanos hallamos que existe una zona óptima en la que se logra la mejor sincronización; además la reducción del desfase entre la señal de entrada (sonido) y la de salida (los ciclos de marcha) también es tiempo-dependiente, y su relación óptima aún se debe profundizar porque involucra elementos de aprendizaje motor. Sin embargo persiste el cuestionamiento por el grado de automatización que adquiere la persona en el patrón de marcha” señaló el investigador.
Con este precedente se avanzó en el estudio reclutando un grupo de personas con la enfermedad, y la misma metodología se evaluó la respuesta de las personas en términos de la modificación de las variables espacio-temporales de la marcha y el carácter lineal de la relación longitud de paso-cadencia. Este último aparece en la literatura como un “biomarcador del grado de automatización” que logran los pacientes al aprender un nuevo movimiento.
“Encontramos que una tasa de progresión de un 10 por ciento en el ritmo del sonido resulta ser las más mejor para lograr modificaciones en la marcha en los pacientes con Parkinson. Además aquellos con mayor deterioro motor son quienes más se benefician de esta estrategia ya que dependen con más fuerza de un estímulo externo (en este caso el sonido) para lograr un mejor patrón de marcha con incrementos hasta del 50 por ciento respecto a sus mediciones de línea de base y un ajuste lineal de la relación cadencia-longitud de paso superior a 0,8”.
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Algoritmo de visión por computador para el análisis de imágenes. (Foto: UN)
Con los datos arrojados por el estudio se busca encontrar las tasas óptimas de estimulación que les permitan a los profesionales de rehabilitación optimizar el aprendizaje motor de los pacientes.
“El propósito de conocer los datos precisos de la progresión con estimulación auditiva no es proporcionarle al paciente un aparato las 24 horas, sino que se emplee durante las sesiones de rehabilitación, dentro o fuera de una institución de salud, para que luego el paciente logre automatizar un patrón de marcha” afirma el investigador.
Así mismo el fisioterapeuta no descarta que esta herramienta se pueda convertir en una aplicación en la que el paciente desde su casa pueda hacer su entrenamiento de la marcha y los datos de progresión sean monitorizados en el tiempo y de esta manera se tomen las medidas necesarias en el proceso de rehabilitación.
Como productos académicos de esta investigación se realizaron dos conferencias en eventos internacionales y dos artículos publicados en Proceedings de la Liberia digital SPIE, en los cuales se pueden consultar los detalles de este trabajo. (Fuente: UN/DICYT)