Estimulación nerviosa permite caminar a personas paralizadas
ARRIBA: El participante del estudio David Mzee, de 28 años y que quedó paralizado en un accidente deportivo en 2010, da pasos asistido por estimulación eléctrica epidural modelada y un arnés de peso corporal. JEAN-BAPTISTE MIGNARDOT
La estimulación eléctrica de las neuronas en la médula espinal en un patrón que recapitula el control del cerebro para caminar ha ayudado a tres hombres con lesiones en la médula espinal a tomar medidas después de años de estar en silla de ruedas, según a un estudio publicado hoy (31 de octubre) en Nature.
En septiembre, otros dos equipos de investigación detallaron su uso de estimulación eléctrica epidural continua y física terapia para ayudar a tres pacientes a caminar años después de la parálisis en el New England Journal of Medicine y Nature Medicine. En conjunto, los tres estudios revelan la capacidad no probada previamente de la médula espinal humana para recuperarse de un trauma.
“Un malentendido sobre la lesión de la médula espinal es que. . . toda la médula espinal…
Los científicos han determinado previamente que animales como ratas y primates no humanos responden a la estimulación eléctrica epidural al hacer nuevas conexiones con las neuronas debajo del sitio de las contusiones de la médula espinal y recuperar algo de la función motora en la parte inferior de sus cuerpos. Esfuerzos similares en humanos, como los de los dos estudios publicados en septiembre, requieren mucho tiempo para funcionar y deben ir acompañados de un entrenamiento físico riguroso.
Grgoire Courtine del Swiss Federal Institute of Technology Lausanne en Suiza y sus colegas demostraron en experimentos anteriores con animales que los pulsos eléctricos a la médula espinal se dirigen a las raíces posteriores de los nervios que ingresan a la médula espinal desde la periferia para activar las neuronas motoras que controlan estas raíces. El equipo también demostró que, cuando se cronometraba para alinearse con el movimiento deseado, apuntar a sitios específicos con los electrodos ayudaba a los animales paralizados a caminar.
En el estudio actual, el equipo de Courtines evaluó un tipo similar de estimulación espaciotemporal precisa en tres hombres que habían tenido lesiones paralizantes en la médula espinal años antes. Antes del juicio, un sujeto, Sebastian Tobler, de 47 años, no podía mover nada debajo de su baúl; otro voluntario, Gert-Jan Oskam, de 35 años, tenía un poco de función en ambas piernas; mientras que el tercer participante, David Mzee, de 28 años, no podía mover la pierna izquierda en absoluto, pero podía hacer algunos movimientos en el lado derecho.
El participante del estudio, David Mzee, está junto a su silla de ruedas.EPFL
Neurocirujano y coautor Jocelyne Bloch, del Hospital Universitario de Lausana, colocó una serie de electrodos controlados de forma inalámbrica en el espacio alrededor de la columna vertebral de los tres pacientes. Dentro de unos pocos días a una semana de configurar los estimuladores, las tres personas podían hacer movimientos de pasos mientras se sostenían en un arnés de peso corporal mientras se aplicaba estimulación eléctrica en un patrón diseñado para activar las raíces posteriores apropiadas y los grupos de neuronas motoras en el momento adecuado para caminando. Podrían caminar en una cinta rodante o dar pasos sostenidos sobre terreno abierto cronometrando sus movimientos para que coincidieran con los patrones de estimulación programados.
La ventaja del enfoque que ha utilizado este grupo es que se dirigen a niveles específicos de la médula espinal en función del área que el individuo quiere activar para hacer un comportamiento de caminar, dice Edelle Field-Fote, fisioterapeuta e investigadora de la médula espinal en el Centro Shepherd en Atlanta, que no participó en ninguno de los estudios. Si quisiera cocinar una olla de frijoles, no enciendo toda la estufa. Desperdicia mucha menos energía si solo enciendo el quemador que quiero. Eso es más o menos lo que están haciendo aquí.
Inicialmente, si los investigadores apagaban la estimulación fásica o descargaban los nervios continuamente, los pacientes ya no podían moverse.
En un estudio complementario también publicado hoy en Nature Neuroscience, el mismo equipo de investigación descubrió que la estimulación continua probablemente funciona con menos eficacia en las personas porque bloquea la detección propioceptiva, es decir, la capacidad del cuerpo para percibir su propia posición y movimiento en el espacio que es necesario para la locomoción.
Durante cinco meses de múltiples sesiones de entrenamiento físico por semana con la estimulación eléctrica epidural pautada, los pacientes mejoraron su capacidad para mover sus extremidades inferiores, tanto en presencia como en ausencia de la estimulación. Mzee, por ejemplo, puede dar uno o dos pasos sin los electrodos encendidos y sin agarrarse a nada.
Caminar con las manos libres realmente se sentía como caminar más o menos normalmente, dice Mzee. La prueba lo ayudó a sentirse más cómodo en la cama, ya que recuperó cierta capacidad para mover la pierna izquierda voluntariamente para ajustar su posición y mejoró su condición cardiovascular al permitirle entrenar tanto los brazos como las piernas. Me recordó los días en que hacía deporte antes del accidente, y eso fue increíble, dice.
Courtine advierte que es importante calibrar las expectativas. Esta estrategia muestra potencial, pero no es suficiente y no debemos exagerar lo que hemos obtenido porque todavía hay mucho trabajo por hacer para cambiar realmente la vida de estas personas, dice. Si bien los participantes continuarán su rehabilitación, cada uno de ellos todavía depende de una silla de ruedas la mayor parte del tiempo.
Una forma de mejorar este tratamiento, según Vivian Mushahwar, ingeniera de la Universidad de Alberta en Canadá, quien no participó en los estudios, sería personalizar los patrones de estimulación para que se adapten al estilo de caminar de cada individuo, en lugar de que los pacientes ajusten su forma de caminar para adaptarse a la estrategia.
Sin embargo, es bastante emocionante ver este trabajo, dice ella. Hacer que personas que en el pasado no podían caminar se pongan de pie y caminen. . . enfatiza lo que puede hacer la médula espinal.
E. Formento, La estimulación eléctrica de la médula espinal debe preservar la propiocepción para permitir la locomoción en humanos con lesión de la médula espinal, Nature Neuroscience, doi:10.1038/s41593-018-0262-6, 2018.
FB Wagner et al., La neurotecnología dirigida restaura la marcha en humanos con lesión de la médula espinal, Naturaleza, doi:10.1038/s41586-018-0649- 2, 2018.
¿Le interesa leer más?
The Scientist ARCHIVES
Conviértase en miembro de
Reciba acceso completo a más de 35 años de archivos, así como a TS Digest, ediciones digitales de The ¡Científico, artículos destacados y mucho más!Únase gratis hoy ¿Ya es miembro?Inicie sesión aquí