Los pulsos cerebrales no detectados anteriormente pueden ayudar a los circuitos a sobrevivir en desuso, lesiones
En la imagen se muestra un mapa de alta fidelidad del cerebro del médico y científico Nico Dosenbach mientras su brazo dominante estuvo enyesado durante dos semanas. Las áreas rojas y amarillas de la imagen de resonancia magnética representan pulsos cerebrales no detectados previamente. Dosenbach y sus colegas de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis encontraron que el desuso de un brazo hace que la región del cerebro afectada se desconecte del resto del sistema motor del cerebro en dos días. Sin embargo, los pulsos espontáneos mantienen la actividad en los circuitos en desuso hasta que la región vuelve a activarse cuando se recupera la movilidad. Crédito: Escuela de Medicina de la Universidad de Washington
El yeso rosa neón del brazo de un neurocientífico lo llevó a él y a otros investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis a descubrir pulsos neuronales no detectados previamente en el cerebro humano que se activan después de una enfermedad o lesión inmovilizante.
Los pulsos aparecieron en las resonancias magnéticas utilizadas para medir la actividad cerebral del neurocientífico y, más tarde, de otros dos adultos cuyos brazos estaban enyesados. Los investigadores compararon esas imágenes de resonancia magnética con exploraciones de los científicos antes y después de que les enyesaran los brazos.
Las exploraciones mostraron que los principales circuitos del cerebro responsables del movimiento en áreas específicas del cuerpo se desconectaron dentro de las 48 horas posteriores a la una persona que usa un yeso que obstaculiza el movimiento en tal área. También durante este tiempo, surgieron «pulsos en desuso» para mantener la actividad neuronal y permitir que los principales circuitos motores se reactiven siempre y cuando la movilidad se restablezca a través de la fisioterapia.
Los hallazgos, publicados en línea el 16 de junio en Neuron, ofrecen pistas sobre cómo los miles de millones de células neuronales del cerebro que transmiten los impulsos nerviosos pueden reconfigurar y restaurar las vías después de una lesión o enfermedad. Comprender qué hay detrás de esta resiliencia puede conducir a nuevas terapias para personas con extremidades rotas o que se están recuperando de accidentes cerebrovasculares u otras condiciones de inmovilización.
«Existen muchos escenarios en neurología en los que una persona no usa un brazo o una pierna y, en consecuencia, los circuitos cerebrales relacionados durante un período prolongado de tiempo», dijo el autor principal Nico Dosenbach, MD, Ph.D., profesor asistente de neurología. «Al ofrecer la mejor atención a los pacientes, es importante comprender específicamente qué cambios ocurren en la función cerebral. La comprensión y el mapeo precisos de estos circuitos pueden conducir a avances en el tratamiento de pacientes que han perdido el uso de sus extremidades».
En 2015, Dosenbach, también profesor asistente de terapia ocupacional, pediatría, radiología e ingeniería biomédica, usó el yeso rosa durante dos semanas a pesar de que no tenía ninguna lesión que lo requiriera. Su objetivo era recopilar datos de alta calidad utilizando técnicas de imágenes cerebrales para evaluar las redes neuronales que controlan el movimiento.
Muchos de los pacientes que Dosenbach trata en el St. Louis Children’s Hospital sufren de condiciones que limitan la movilidad y les provocan favorecer un lado del cuerpo. Un tratamiento común es la terapia de movimiento inducido por restricción, también conocida como terapia de uso forzado, que inmoviliza el brazo dominante con un yeso, obligando al niño a usar el brazo afectado.
«Mi objetivo era comprender mejor de lo que experimentan mis pacientes durante la terapia, aunque reconozco que es más difícil para ellos debido a sus discapacidades», dijo Dosenbach.
También quería señalar una línea de tiempo de cuándo ocurren los cambios neuronales individuales. Por lo general, los científicos recopilan datos de resonancia magnética de docenas de personas y los promedian. «Pero no quería hacer eso porque el cerebro de cada persona es anatómicamente diferente, y cuando se promedian los datos de resonancia magnética, todo se confunde», dijo Dosenbach.
Así que Dosenbach decidió usar un yeso de fibra de vidrio en su cabeza dominante. , brazo derecho. Se extendía desde la punta de sus dedos hasta justo debajo de su hombro. Era rosa, el color favorito de su hija, Maike, que entonces tenía 2 años.
Para estudiar la actividad cerebral, Nico Dosenbach, MD, PhD, profesor asistente de neurología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis, usó yeso de fibra de vidrio durante dos semanas. Crédito: Escuela de Medicina de la Universidad de Washington
Lo usó durante el caluroso y húmedo verano. Picaba. Fue incómodo. Tuvo que aprender a cambiar un pañal con una sola mano.
Todos los días, se levantaba antes del amanecer para permanecer acostado rígido durante 30 minutos para una resonancia magnética funcional en estado de reposo. Hizo esto durante las dos semanas que su brazo estuvo enyesado, así como durante las dos semanas anteriores y posteriores.
Durante las seis semanas, Dosenbach también usó acelerómetros en ambas muñecas para rastrear la fuerza motora de sus brazos mientras realizaba tareas básicas como escribir y mover objetos.
«No fue terrible, solo desagradable», recordó Dosenbach. «Pero de inmediato, noté que mi brazo derecho empeoró y mi mano izquierda se fortaleció. Fue mucho más rápido de lo que cualquiera de nosotros esperaba».
Los datos de la resonancia magnética mostraron que ocurrieron cambios en el cerebro dentro de las 48 horas. Además, los investigadores midieron una disminución en la fuerza de agarre en su brazo derecho de 124 libras de fuerza a 90 durante las dos semanas que usó el yeso.
«Una vez que me quitaron el yeso, mi mano derecha comenzó a fortalecerse ”, dijo Dosenbach. «Mi izquierda también volvió a su papel anterior».
Sorprendidos por tanta resiliencia, Dosenbach y el primer autor del estudio, Dillan Newbold, MD, Ph.D. estudiante, realizó el mismo experimento con dos científicos «locos en el buen sentido», uno que vestía un yeso amarillo fluorescente decorado con garabatos, el otro un yeso verde bosque que recordaba los recuerdos de acampar de la infancia.
Usando una resonancia magnética funcional en estado de reposo, los investigadores identificaron y midieron las regiones precisas en el cerebro de cada individuo que controlaban cada brazo enyesado, examinando más de 20 horas de grabaciones para cada persona. Estas técnicas permitieron a los investigadores descubrir y caracterizar los pulsos.
Sus datos de MRI casi reflejaron los de Dosenbach. Los hallazgos indicaron que el desuso de cada brazo provocó que las neuronas afectadas se desconectaran del resto del sistema motor del cerebro en dos días. El análisis de Newbold reveló que durante todo el tiempo que se usaron los yesos, los pulsos espontáneos mantuvieron la actividad en los circuitos en desuso hasta que las neuronas comenzaron a activarse nuevamente cuando se recuperó la movilidad.
«Encontrar los pulsos espontáneos fue increíble», dijo Newbold. «Las personas pueden estar inmóviles, pero sus neuronas parecen proteger al cerebro para que no se desconecte por completo cuando no se usa. Se necesita más investigación, pero esta fue la parte más emocionante del estudio debido a las implicaciones clínicas».
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Los detectores de movimiento portátiles identifican déficits motores sutiles en niños Más información: Neuron (2020). DOI: 10.1016/j.neuron.2020.05.007 Información de la revista: Neuron
Proporcionado por la Universidad de Washington en St. Louis Cita: Los pulsos cerebrales previamente no detectados pueden ayudar a los circuitos sobrevivir al desuso, lesión (2020, 16 de junio) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-06-previously-undetected-brain-pulses-circuits.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.