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Tratamiento de la parálisis mediante un nuevo método de neurotecnología

MEDICINATratamiento de la parálisis mediante un nuevo método de neurotecnología

El estudio había demostrado la recuperación de la parálisis utilizando un método novedoso de neurotecnología.

Las vértebras de nuestro cuerpo son huesos que forman la columna vertebral. Nuestra columna contiene varios nervios que se extienden desde nuestro cerebro hasta la zona lumbar. Nuestra médula espinal es un grupo de nervios y tejidos relacionados del que está formada esta vértebra de la columna vertebral y al que protege. La médula espinal es la encargada de transmitir mensajes (señales) desde el cerebro a diferentes partes de nuestro cuerpo y viceversa. Debido a esta transmisión podemos sentir dolor o mover nuestras manos y piernas. Una lesión de la médula espinal es un trauma físico extremadamente severo cuando se causa daño a la médula espinal. Cuando la médula espinal sufre una lesión, algunos de los impulsos de nuestro cerebro "fallan" en llegar a diferentes partes del cuerpo. Esto da como resultado una pérdida completa de sensación, fuerza y ​​movilidad en cualquier lugar debajo del lugar de la lesión. Y si la lesión ocurre cerca del cuello, esto resulta en parálisis en gran parte del cuerpo. La lesión de la médula espinal es muy traumática y tiene un impacto significativo en la vida diaria de quien la sufre, provocando efectos físicos, mentales y emocionales duraderos.

Nuevo estudio prometedor

Actualmente no existe una cura para reparar el daño causado por una lesión en la columna, ya que es irreversible. Algunas formas de tratamiento y rehabilitación ayudan a los pacientes a llevar una vida independiente y fructífera. Se están realizando muchas investigaciones con la esperanza de que algún día sea posible tratar por completo las lesiones de la médula espinal. En un estudio revolucionario, un equipo de científicos de la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne y el Hospital Universitario de Lausanne en Suiza, diseñaron una terapia novedosa para avanzar en la recuperación de una lesión de la médula espinal. Este estudio llamado STIMO (STImulation Movement Overground) ha sido publicado en Naturaleza1 y Nature Neuroscience2. Los científicos afirman que sus hallazgos se basan en la comprensión que han adquirido al analizar modelos animales a lo largo de años de investigación.

Los científicos intentaron imitar el comportamiento en tiempo real del cerebro y la médula espinal. Los participantes de este estudio eran tres parapléjicos que habían sufrido lesiones de la médula espinal cervical y habían estado paralizados durante muchos años (mínimo cuatro). Todos se habían sometido a diferentes rehabilitaciones y, aunque había conexiones neuronales en el lugar de la lesión, no ganaban movimiento. Después de someterse al nuevo protocolo de rehabilitación descrito en el estudio actual, pudieron caminar en solo una semana con la ayuda de muletas o andador, lo que demuestra que recuperaron el control voluntario de los músculos de las piernas que estaban paralizados después de sufrir una lesión.

Las investigaciones lograron esto mediante la "estimulación eléctrica dirigida de las células nerviosas" en la médula espinal de madera junto con la terapia asistida por peso. La estimulación eléctrica de la médula espinal se realizó con muy altos niveles de precisión y esto hizo que este estudio fuera único. La estimulación fue como sacudidas eléctricas cortas que amplificarían las señales y ayudarían al cerebro y las piernas de los participantes paralizados a comunicarse mejor. Para este propósito, se colocaron implantes, una serie de electrodos (16 electrodos en un generador de pulsos) en la médula espinal, lo que permitió a los investigadores apuntar a distintos músculos individuales en las piernas de los participantes. Este implante, una máquina del tamaño de una caja de cerillas, se diseñó originalmente para el manejo del dolor muscular. Fue un desafío tecnológico poder implantar quirúrgicamente este dispositivo en regiones específicas de la médula espinal. Las diferentes configuraciones de estos electrodos en los implantes activaron regiones específicas de la médula espinal e imitaron señales / mensajes que debían enviarse al cerebro para poder caminar. Además de la estimulación eléctrica, los pacientes también tenían que "pensar" por sí mismos en mover las piernas para despertar cualquier conexión neuronal inactiva.

Capacitación

Era importante que los participantes tuvieran una hora y un lugar precisos de la estimulación eléctrica para producir un movimiento particular. Un sistema de control inalámbrico entregó pulsos de electricidad específicos. Fue un desafío para los participantes adaptar y afinar la coordinación entre la "intención" de caminar de su propio cerebro y la estimulación eléctrica externa. El experimento condujo a una mejor función neurológica y permitió a los participantes entrenar naturalmente sus habilidades para caminar sobre el suelo en el laboratorio durante un período prolongado de tiempo. Después de una semana, los tres participantes pudieron caminar con las manos libres con la ayuda de estimulación eléctrica dirigida y algún sistema de soporte de peso corporal durante más de un kilómetro. No experimentaron fatiga de los músculos de las piernas y la calidad de sus pasos fue constante, por lo que pudieron participar cómodamente en largas sesiones de entrenamiento.

Después de cinco meses de entrenamiento, el control muscular voluntario de todos los participantes mejoró significativamente. Se consideró que una sesión de entrenamiento tan larga y de alta intensidad era muy buena para mantener la plasticidad al utilizar la capacidad inherente de nuestro sistema nervioso para 'reorganizar' las fibras nerviosas y el crecimiento de nuevas conexiones nerviosas. El entrenamiento más prolongado condujo a una función motora mejorada y consistente incluso después de que se apagaran las estimulaciones eléctricas externas.

Los estudios anteriores que utilizaron enfoques empíricos han tenido éxito en los que pocos parapléjicos pudieron dar unos pocos pasos en una distancia corta con ayuda de ayudas para caminar siempre que se les proporcionara estimulación eléctrica. Cuando se desactivaron las estimulaciones, su estado anterior volvió en el que los pacientes no podían activar ningún movimiento de las piernas y esto se debe a que los pacientes no estaban "suficientemente entrenados". Un aspecto único del estudio actual es que se observó que las funciones neurológicas persistían incluso después de que terminaba el entrenamiento y se apagaba la estimulación eléctrica, aunque los participantes caminaban mucho mejor cuando las estimulaciones estaban activadas. Este tratamiento de entrenamiento podría haber ayudado a reconstruir y fortalecer las conexiones neuronales entre el cerebro y la médula espinal que se habían vuelto no funcionales como resultado de una lesión. Los científicos estaban encantados con la inesperada respuesta del sistema nervioso humano a su experimento.

Esta es una investigación revolucionaria para pacientes que han sufrido diferentes tipos de lesiones crónicas de la médula espinal y se ha generado la esperanza de que con el entrenamiento adecuado puedan recuperarse. La empresa emergente llamada GTX medical, cofundada por los autores de este estudio, busca diseñar y desarrollar neurotecnología que se puede utilizar para proporcionar rehabilitación dentro del sistema de salud. Dicha tecnología también se probará mucho antes, es decir, inmediatamente después de la lesión, cuando el potencial de recuperación sea mucho mayor, ya que el sistema neuromuscular del cuerpo no ha experimentado una atrofia completa asociada con la parálisis crónica.

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{Puede leer el trabajo de investigación original haciendo clic en el enlace DOI que figura a continuación en la lista de fuentes citadas}

Fuentes)

1. Wagner FB et al 2018. La neurotecnología dirigida restaura la marcha en humanos con lesión de la médula espinal. Naturaleza. 563 (7729). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0649-2

2. Tanto L et al. 2018. La reorganización del circuito cortico-retículo-espinal permite la recuperación funcional después de una contusión grave de la médula espinal. Neurociencia de la naturaleza. 21 (4). https://doi.org/10.1038/s41593-018-0093-5

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Equipo SCIEU
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