Traducido por Alejandro Ramos de la Peña
Las ratas paralizadas por una lesión de la médula espinal pueden aprender a controlar sus extremidades traseras de nuevo si se les enseña a caminar en un dispositivo de rehabilitación, mientras que su espina dorsal baja es estimulada eléctrica y químicamente. Un ensayo clínico con un sistema similar construido para los seres humanos podrían comenzar en los próximos años.
Investigadores en Suiza utilizaron estimulación eléctrica y química para excitar las neuronas de la médula espinal inferior de ratas paralizadas, mientras que los roedores fueron suspendidos por un chaleco que les obligó a caminar usando sólo sus patas traseras. El procedimiento de rehabilitación generó la creación de nuevas conexiones neuronales entre la corteza motora del cerebro y la espina dorsal más baja.
Investigaciones previas han demostrado que es posible revertir algunos de los efectos de las lesiones de médula. Por ejemplo, la caminata puede ser activada en la medula espinal lesionada de ratas si esta es estimulada. Pero hasta ahora, ese movimiento ha sido involuntario. Esta nueva investigación demuestra que con un sistema de formación especializada, las ratas similares pueden recuperar el control voluntario sobre sus piernas.
Un informe publicado el año pasado mostró la factibilidad del principio «de que este tipo de enfoque puede funcionar en los pacientes», dice Grégoire Courtine, autor principal del estudio en ratas. En mayo de 2011, Rob Summers, un joven de 25 años de edad que había quedado paralizado del pecho hacia abajo en un accidente automovilístico, se pudo parar por sí mismo durante unos minutos con la estimulación eléctrica de su médula espinal. También pudo dar varios pasos en una caminadora con la estimulación, la cual activa la porción más baja de la médula. La locomoción como resultado de este tipo de estimulación es automática e involuntaria y se cree que no requieren comunicación directa desde el cerebro.
Courtine ya había demostrado que este tipo de caminata automática puede iniciar patrones de caminata en los miembros posteriores de ratas con lesión de la médula espinal tras recibir estimulo medular, al andar en una caminadora. Puesto que la columna vertebral pudo controlar el patrón de la marcha, Courtine sospechó que sólo una señal débil desde el cerebro sería necesaria para que los animales empezaran a caminar voluntariamente.
Para comprobar si las ratas podían recuperado el control de estos movimientos dirigidos por el cerebro, él y su equipo desarrollaron un sistema de apoyo robótico que suspende las ratas en una postura de bipedestación y ayuda con el equilibrio, pero no proporciona ningún impulso hacia adelante. Diez ratas paralizadas fueron entrenadas todos los días a caminar con la estimulación tanto en una caminadora como en el sistema robótico. Después de dos a tres semanas, las ratas tomaron sus primeros pasos voluntarios. «Esta es la primera vez que hemos visto el control voluntario de la locomoción en un animal con una lesión, que normalmente deja completamente paralizado», dice Courtine.
La clave de esta recuperación fue el papel activo del cerebro de la rata en su deseo de seguir adelante. La estimulación eléctrica y química pone al sistema nervioso de la rata en un estado donde es posible caminar, dice el coautor del estudio Janine Heutschi, y «entonces se necesita hacer que la rata desee caminar». El deseo de las ratas para caminar fue motivado por las recompensas de chocolate y el estímulo vocal de los investigadores. El sistema de suspensión robótico obliga a los roedores a usar sus patas traseras latentes.
La combinación de la estimulación electroquímica y la formación activa, que incluye subir escaleras y alrededor de obstáculos, se tradujo en nuevas conexiones neuronales que pasaban por alto el sitio de la lesión. «Hemos promovido una amplia remodelación de las conexiones neuronales no sólo en el sitio de la lesión, pero en todo el sistema nervioso central, incluso en el cerebro», dice Courtine. Lo más sorprendente, dice, fue el aumento de cuatro veces en las proyecciones neuronales enviadas a la base del cerebro en la corteza motora, lo que proporciona un control consciente de los movimientos.
A pesar de que todas las conexiones entre el cerebro y la médula espinal inferior se vieron afectadas en las ratas experimentales, “ hay algunas fibras que quedan intactas, para aprovechar esto, su tecnología está utilizando el sistema de entrenamiento robótico para activar las conexiones restantes que pueden permitir a la corteza cerebral controlar los miembros y recuperar el movimiento voluntario «, dice Zhigang He, un neurocientífico de la Escuela Médica de Harvard. «Este sistema de entrenamiento robótico hace que esto ocurra», dice.
Hay planes en marcha para desarrollar una versión de tamaño humano del sistema de entrenamiento y para probar sus efectos en los ensayos clínicos en Europa. Los investigadores del Instituto Federal Suizo de Tecnología y otras instituciones europeas también están trabajando en una versión mejorada, por lo que el sistema implantable de estimulación eléctrica espinal podría ser usado en los seres humanos el año próximo.
Texto e Imagen obtenido de: http://www.technologyreview.com/biomedicine/40482/?nlid=nldly&nld=2012-06-01
Es sorprendente como la vida se ayuda a si misma, incluso en estas células nerviosas y sus conexiones, que hasta hace poco se pensaba que su daño era no reparable dadp su alto grado de especialización. Creo que el ser humano con su tecnología creciente sólo hace de «facilitador» pero también este ejemplo demuestra la importancia del ejercicio físico repetido y disciplinado, como estímulo para mantener conexiones e incluso recrearlas y posiblemente mejorarlas. Excelente artículo del esfuerzo en investigación aplicada.(médico psiquiatra chileno).—