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La estimulación eléctrica de tejidos vivos cuenta con una larga historia. La primera experiencia conocida de excitación eléctrica en un tejido vivo ocurrió de forma accidental cuando Luigi Galvani (Italia) diseccionaba la extremidad inferior de una rana. Una chispa pasó accidentalmente por el bisturí hasta los tejidos provocando su contracción. La experiencia fue publicada en 1791 (Entralgo, Albarracín y guillén, 1973).

El origen de la estimulación eléctrica aplicada al sistema auditivo humano lo encontramos en la primera pila eléctrica que inventó Alessandro Volta en 1790. Este físico italiano y profesor de filosofía en la Universidad de Pavía colocó 2 electrodos con puntas redondeadas en su canal auditivo externo e hizo pasar una corriente de 50 voltios. Volta fue capaz de apreciar ciertas sensaciones auditivas (Schwartzman, 2002).

Más tarde, Duchenne de Bolonia en 1855 retomó los trabajos de Galvani aplicándolos al sistema auditivo. El físico francés provocó la estimulación del oído con una corriente alterna, contribuyendo así al desarrollo de la electrofisiología muscular. Mientras tanto, Brenner en Leipzig (1868) realizaba el primer intento de una investigación sistemática acerca de la estimulación eléctrica del sistema auditivo. El físico alemán estudió los efectos de la polaridad alterna, de la frecuencia e intensidad del estímulo y de la ubicación de los electrodos en relación a la sensación auditiva producida, concluyendo que los estímulos auditivos ganaban en efectividad cuando producían una polaridad negativa en el oído.

En 1875, Alexander Graham Bell inventó el teléfono y quedando así demostrado el principio de transformación de las vibraciones de las ondas sonoras en impulsos eléctricos y de éstos en aquellas. Aunque esta primicia supone la base conceptual del IC, fueron necesarios 50 años más hasta que este descubrimiento se aplicara en personas con pérdidas de audición y con sonidos complejos, como lo son el habla y la música (Manrique y Huarte, 2002).

Llegado el siglo XX, Wever y Bray (EEUU-1936) descubren el fenómeno denominado “microfonía coclear”, por el cual es posible explicar que el órgano de Corti se comporta como un transductor acústico de energía eléctrica hacia el nervio auditivo, generando una sensación auditiva a través de la estimulación directa de la cóclea (Wever, 1939).

En 1935 Andreev Gersuni y Volkov, en la antigua URSS, publican una investigación acerca del efecto de las corrientes alternas aplicadas sobre el sistema auditivo, denominada “Excitabilidad eléctrica del oído humano” y algo después, en 1940 Stevens y Jones en EEUU, estudiaron la especificidad en la estimulación de la cóclea llegando a conclusiones similares a los autores rusos. Utilizando diversas

frecuencias de estimulación sobre la ventana redonda, observaron que las sensaciones de tono eran transformadas dentro de la cóclea sana y que las personas con sordera total podrían tener sensaciones auditivas al estimular directamente el nervio auditivo (Manrique y Huarte, 2002).

El conocimiento de la forma en la que actúa la cóclea cuando se produce una estimulación, ha sido fundamental en el desarrollo de los sistemas implantables y es en la década de los 50 cuando el planteamiento de los diferentes estudios se centraron en la posibilidad de reemplazar las funciones de las células ciliadas del oído dañadas en personas con pérdidas auditivas neurosensoriales. En este sentido Lundberg (Suecia) realizó la primera estimulación directa del nervio auditivo en una persona, a través de la aplicación de una corriente sinusoidal. El sujeto informó haber tenido sensación auditiva (Manrique y Huarte, 2002).

Sin embargo, los antecedentes más antiguos de los implantes cocleares como los entendemos en la actualidad, fueron los trabajos de André Djourno quien en Francia se dedicó a estudiar la interacción entre los tejidos vivos y la electricidad. Djourno implantó electrodos en ranas y conejos en 1953 y 5 años después junto con Eyre, llevó a cabo un cuidadoso estudio con un paciente que había quedado totalmente sordo, al que le insertó un electrodo en el nervio auditivo. El electrodo estaba conectado a una bobina exterior. Los resultados del experimento mostraron que la persona fue capaz de apreciar diferencias entre pulsos de distinta duración e intensidad y con entrenamiento llegó a distinguir algunas palabras sencillas y muy automatizadas. Este primer implante falló en dos ocasiones, en la primera se realizó un nuevo implante, en la segunda se optó por no repetir la operación. El Dr. Djourno y su equipo continuaron con estos trabajos a fin de mejorar el dispositivo y explorar la posibilidad de estimular el nervio auditivo, no en un único punto, sino en muchos mediante múltiples electrodos, aunque la conclusión

que extrajeron de sus experimentos fue que estos dispositivos no tenían futuro (Djourno y Eyries, 1957).

En los años 60 grandes avances impactaron de forma significativa sobre la evolución de los implantes cocleares: cambios significativos en la otología en general y aplicación del microscopio quirúrgico en las intervenciones del oído medio e interno. Todos estos adelantos permitieron al Dr. William House colocar en 1961 el primer implante de canal único (un solo electrodo estimula la cóclea), en la cóclea de un paciente con sordera profunda post-locutiva. Este primer IC mostraba múltiples inconvenientes pues las partes exteriores eran muy grandes y el paciente sufrió frecuentes infecciones provocadas por una pieza de cerámica que atravesaba la piel y que unía el cable interior con el exterior. Todas estas barreras técnicas estaban relacionadas con la falta de bio-compatibilidad del material aislante empleado en aquellos momentos. Con posterioridad, de la unión profesional del doctor House y Jack Urban, ingeniero sumamente innovador, fue posible en 1969 colocar un IC de un solo electrodo conectado a la parte externa con un enchufe; de este modo se conseguía una estimulación eléctrica directa de la parte insertada (House, 1995).

Todas estas pruebas realizadas con personas propiciaron un gran avance en la comprensión del funcionamiento coclear ante la estimulación eléctrica y de cómo ésta influía en la percepción de los sonidos del habla. Es importante apuntar que estas personas, a las que se les insertaron los primeros dispositivos auditivos de forma experimental, habían disfrutado de un nivel de audición normal durante la mayor parte de su vida (pérdidas de audición post-locutivas). Su experiencia auditiva previa les permitía apreciar si las sensaciones recibidas les ayudaban en mayor o menor medida a comprender el mensaje. Del mismo modo, estos estudios básicos mostraron que la comprensión del lenguaje oral mejoraba cuando la estimulación de las fibras nerviosas

se realizaba con múltiples electrodos ya que los sistemas de electrodo sencillo no podían ofrecer la discriminación de frecuencias que precisa la percepción del habla (Loizou, 1998).

Hasta 1984 no llegaría el primer IC portátil y de reducido tamaño, denominado 3M/House, aprobado este mismo año para su comercialización por la Food and Drug Administration (FDA), se trataba del primer dispositivo aprobado para el reemplazo de un sentido humano. Por esas mismas fechas en Melbourne (Australia), un equipo dirigido por el doctor Graeme Clark, estudiaba la posibilidad de realizar un IC multicanal que permitiese insertar diversos electrodos dentro de la cóclea a diferentes distancias de la ventana oval. El implante multicanal del Dr. Clark permitía un acercamiento a la teoría tonotópica de Von Beckesy, además de conseguir que la parte interna quedara completamente sellada por la piel, sin que ningún elemento físico la atravesara. Los estudios del grupo de Melbourne dieron como resultado un prototipo de receptor-estimulador con múltiples electrodos, dispositivo que fue colocado a un adulto en 1978. Hasta comprobar los resultados en este paciente, no se volvió a utilizar este tipo de dispositivo. Un año después, recibieron un implante otras dos personas, dentro de este mismo plan de investigación y es en 1981 cuando se desarrolló el primer implante Nucleus de 22 electrodos, siendo aprobado por la FDA en 1985 para su uso en adultos sordos post-locutivos (pérdidas de audición en la edad adulta) (Manrique y Huarte, 2002).

La primera vez que se colocó un IC a un adolescente, los dispositivos ya habían evolucionado hacia una mayor flexibilidad en la zona del receptor estimulador. Esta intervención tuvo lugar en Australia y el dispositivo que se utilizó se trataba de un Nucleus de la marca Cochlear. Poco después, un niño de 5 años recibió el primer implante realizado en población infantil, siendo en junio de 1990 cuando la FDA aprobó

definitivamente la aplicación de este tipo de dispositivos en niños. En ese momento, la edad mínima para implantar a un niño eran los 5 años. Poco después, en 1998 ya se permitió el IC en menores de 2 años y en el año 2000 se autorizó la implantación de sordera severas, además de las profundas, llegando hasta nuestros días con los implantes bilaterales en niños de 6 meses de vida.

En el periodo de 12 años entre 1972 y 1984 solo 1000 personas en todo el mundo recibieron un IC, desde esa última fecha el IC se ha convertido en un procedimiento establecido y en la actualidad se considera un tratamiento viable en pérdidas de audición de asiento coclear que no se benefician de los sistemas de amplificación tradicionales (Bilingual Speech-Language Services and Products, 2007). Progresivamente, mientras los dispositivos reducían su tamaño, también lo hicieron los criterios para que una persona recibiese un implante coclear. Los criterios para ser considerado candidato a implante fueron menos estrictos, aumentando el rango de la población susceptible de utilizar uno. Los primeros implantes se realizaron en personas cuya pérdida de audición había sobrevenido en la edad adulta (sordera o hipoacusia post-locutiva), para pasar a implantar personas de menor edad y llegar al implante de niños con sorderas congénitas de menos de 12 meses de vida.

Para concluir este repaso histórico de la evolución del dispositivo apuntar que, en la actualidad, con una experiencia de más de 40.000 personas que lo utilizan en todo el mundo, el implante coclear se puede considerar ya una técnica no experimental (Agencia de Evaluación de Tecnologías Sanitarias, 2003). En la tabla que proponemos a continuación (tabla 2.1) se expone un resumen diacrónico de los hitos más importantes acerca de los dispositivos implantables.

Tabla 2.1- Cronología de la estimulación eléctrica del sistema auditivo y los implantes cocleares

1790 Sensación auditiva de burbujeo al aplicar una batería de 50 voltios a dos láminas de metal, previamente introducidas en los oídos (Volta. Italia).

1791 Sus estudios permitieron descifrar la naturaleza eléctrica de los impulsos nerviosos en los tejidos de una rana (Galvani. Italia).

1868 Estudió los efectos producidos en la sensación auditiva por la polaridad alterna, la frecuencia e intensidad del estímulo y la ubicación de los electrodos (Brenner. Alemania).

1876 Invento del teléfono. Principio de la transformación de las vibraciones de las ondas sonoras en impulsos eléctricos y de éstos en aquellas. BASE CONCEPTUAL DEL IC (Bell. EEUU).

1930 Descubrimiento del potencial microfónico coclear (Wever y Bray. EEUU).

1935 Estudio acerca de la excitabilidad eléctrica del oído humano (Andreev, Gersuni y Volkov. URSS). 1950 Primera estimulación directa del nervio auditivo en una persona (Lundberg. Suecia).

1957 Implante de un electrodo en la cóclea de un paciente, apreciando éste diferencias entre impulsos de diferente duración y frecuencia y palabras sencillas (Djourno y Eyres. Francia).

1960 Primer implante monocanal (House. EEUU).

1964 Desarrollan la estimulación multicanal. Doyle y Doyle.

1965 Implante de 6 electrodos en la rampa timpánica de un paciente consiguiendo la discriminación de fonemas. (Simmons).

1969 Primer implante coclear de un solo electrodo en estimulación eléctrica directa sin cables de inducción (House y Urban. EEUU).

1972 Desarrollo del primer implante coclear portátil monocanal (House. EEUU).

1977 Primer implante multicanal es España. Doctores Bosch, Colomina, Pradez y Monferré. Barcelona

1981 Desarrollo del primer dispositivo tipo Nucleus de 22 electrodos con distribución tonotópica (Clark. Australia).

1984 El House 3M es aprobado por la FDA para uso humano (Dr. House)

1985 El Nucleus22 es aprobado por la FDA para pacientes adultos con sorderas post-linguales (Australia, Dr. Clark)

1989 La casa Med-El pone en marcha su implante con estimulación analógica de banda ancha y multicanal pulsátil (señal audiológica en forma de onda comprimida en amplitud)

1990 La FDA aprueba el implante Nucleus (Cochlear) en niños.

1994 Comercialización del Implante Med-El con estrategia CIS (pulsos de estimulación de muestreos continuos alternados que reduce la interacción de canales y el solapamiento de campos por la estimulación simultánea multicanal)

1999 Se aprueba la aplicación del Nucleus 22 en niños menores de 12 meses 1999 Comienzan los implantes bilaterales en España

2009 Se realiza la intervención con el dispositivo más pequeño del mundo en un niño de corta edad. Dr. Ramos. Gran Canaria (www.diariomedico.com)