Las descargas eléctricas pueden "despertar" las neuronas ayudar a los paralíticos a volver a caminar.
Las personas con lesiones medulares paralizantes pueden volver a caminar con la ayuda de unos dispositivos médicos que les inyectan electricidad en los nervios. Pero los diseñadores de estos nuevos implantes no estaban del todo seguros de cómo restablecían la función motora con el paso del tiempo; ahora, un nuevo estudio aporta pistas.
El nuevo estudio sobre seres humanos y ratones de laboratorio, publicado el 9 de noviembre en la revista Nature (se abre en una nueva pestaña), señala una población específica de células nerviosas que parece ser clave para recuperar la capacidad de caminar tras una lesión medular paralizante. Con una descarga de electricidad, un implante puede encender estas neuronas y así poner en marcha una cascada de acontecimientos en la que cambia la propia arquitectura del sistema nervioso. Esta remodelación celular restablece las líneas de comunicación perdidas entre el cerebro y los músculos necesarios para caminar, lo que permite a las personas antes paralizadas volver a andar, concluyen los investigadores.
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La comprensión de cómo el sistema de eliminación de los nervios, llamado estimulación eléctrica epidural (EES), "reconfigura los circuitos de la columna vertebral podría ayudar a los investigadores a desarrollar técnicas específicas para restaurar la marcha, y potencialmente permitir la recuperación de movimientos más complejos", escribieron en un comentario Eiman Azim (abre en una nueva pestaña), investigador principal del Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California, y Kee Wui Huang (abre en una nueva pestaña), becario postdoctoral en el laboratorio de Azim (abre en una nueva pestaña).
Nueve personas con lesiones medulares paralizantes participaron en el nuevo estudio. Seis no podían mover las piernas en su mayor parte o por completo, pero conservaban algo de sensibilidad en las extremidades; los otros tres participantes no tenían control motor ni sensibilidad de la cintura para abajo.
Una mujer se desmayaba cada vez que intentaba ponerse de pie. Un nuevo implante le permite caminar.
El implante suministra estimulación eléctrica a los nervios de la parte inferior de la médula espinal. (Crédito de la imagen: NEURORESTORE/JIMMY RAVIER)
Los nueve participantes se sometieron a una intervención quirúrgica para implantarles electrodos en la parte inferior de la médula espinal, por debajo del músculo y el hueso, pero fuera de la membrana que recubre el sistema nervioso. A continuación, cada participante se entrenó con su implante durante cinco meses. Comenzaron practicando la bipedestación, la marcha y diversos ejercicios en interiores con un arnés de carga, y finalmente pasaron a entrenar al aire libre con un andador para mantener la estabilidad.
Estos ejercicios se realizaron con el implante EES encendido, pero con el tiempo, cuatro de los nueve participantes pudieron soportar peso y caminar con el dispositivo apagado, escribieron los investigadores en su informe.
El equipo también descubrió que, a medida que los participantes recuperaban la capacidad de caminar, la actividad general de sus médulas espinales disminuía en respuesta a la EEE: lo que inicialmente parecía un fuego ardiente de activación de las células nerviosas se reducía a un fuego lento. Esto indicaba que la combinación de rehabilitación y estimulación eléctrica estaba reorganizando el sistema nervioso, de manera que cada vez se necesitaban menos células para realizar la misma acción.
"Cuando se piensa en ello, no debería ser una sorpresa porque en el cerebro, cuando se aprende una tarea, eso es exactamente lo que se ve: hay cada vez menos neuronas activadas" a medida que se mejora, dijo a Nature el coautor Grégoire Courtine (abre en nueva pestaña), neurocientífico y profesor de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL).
El equipo utilizó implantes EES del tamaño de un roedor para estudiar cómo se desarrolla esta reorganización en ratones con lesiones medulares paralizantes. Los ratones completaron un curso de rehabilitación, similar al de los participantes humanos, y a lo largo del mismo, los investigadores rastrearon cuáles de sus células nerviosas respondían al tratamiento cambiando los genes que tenían activados.
Este análisis reveló un conjunto de neuronas en la médula espinal lumbar que respondían sistemáticamente a la terapia, incluso cuando otras neuronas se volvían menos activas. El bloqueo de la actividad de estas neuronas en ratones no lesionados no afectó a su capacidad para caminar, pero en ratones lesionados con parálisis, el silenciamiento de las células les impidió volver a caminar. Esto sugiere que, aunque otras células nerviosas podrían desempeñar su propio papel en la recuperación, este grupo en particular es especialmente importante, dijo Courtine a Science (se abre en una nueva pestaña).
