16 de Julio de 2022
Medicina

Monos con parálisis parcial vuelven a mover los brazos a voluntad gracias a la electroestimulación

La estimulación eléctrica de los nervios que salen de la médula espinal ha permitido a tres macacos con lesión medular mover con más amplitud, fuerza y precisión los brazos y las manos.

De forma similar a los humanos, los monos poseen una gran habilidad para realizar tareas de precisión con las manos. Foto [iStock/luxiangjian4711]

 

 

Las lesiones en la médula espinal pueden provocar una gran discapacidad crónica en las personas que las sufren. Según la localización del daño nervioso y su gravedad, aparecen paraplejias o tetraplejias que pueden ser, a su vez, completas o incompletas (con una capacidad parcial para sentir o mover los músculos). Se estima que, cada año, se producen en España entre 800 y 1000 nuevos casos de lesión medular. La mayoría de ellos se debe a traumatismos ocasionados por accidentes de tráfico o por caídas y golpes al realizar otras actividades (zambullidas, deporte, etc.). En menor medida, diversas enfermedades que afectan a la médula espinal también ocasionan parálisis con mayor o menor afectación funcional.

Los daños nerviosos que provocan alteraciones motoras de los brazos y las manos son especialmente limitantes porque unos pequeños déficits funcionales en estas zonas del cuerpo suponen una importante afectación en la calidad de vida y en la autonomía personal, al no poder realizar multitud de tareas cotidianas. Esto se debe a que realizar movimientos precisos con las manos requiere la actividad y la coordinación de múltiples músculos. Por desgracia, recuperar gran parte de la función motora de las extremidades superiores es en la actualidad un desafío que la medicina aún no ha superado por la gran complejidad de los mecanismos neurales implicados en el control de los brazos y las manos y la limitada efectividad de las estrategias neurotecnológicas.

Un equipo internacional de científicos muestra ahora sus avances en la revista Nature Neuroscience a la hora de mejorar la movilidad en los brazos y manos de tres macacos con parálisis parcial. Se trata de una investigación inicial en fase preclínica. Los monos padecían una lesión parcial grave en la médula espinal cervical (en la región del cuello) que les impedía realizar tareas manuales sencillas. Con un sistema especial de estimulación eléctrica, ha sido posible que realizaran tareas manuales que antes no podían ejecutar o ejecutaban con muchas dificultades. En concreto, los primates fueron capaces de alcanzar, agarrar y tirar de una palanca (para conseguir su comida favorita) con mayor precisión, fuerza y amplitud de movimientos.

La novedad de esta investigación reside en el sistema de estimulación eléctrica. Cuenta, por un lado, con un implante cerebral que detecta señales de diferentes regiones encargadas del control de movimientos voluntarios (las cortezas motoras y somatosensorial primarias y la corteza premotora ventral). Por otro, conectados a un estimulador externo, hay un conjunto de electrodos estratégicamente implantados en las raíces nerviosas (dorsales) de la médula espinal cervical que no habían sufrido daños. Esta técnica permite enviar impulsos eléctricos a lugares muy concretos durante instantes muy definidos en cada fase del movimiento.

La colocación de los electrodos se hizo de forma personalizada para cada primate, teniendo en cuenta la anatomía y funcionalidad particular de cada uno de ellos mediante pruebas de imágenes médicas y algoritmos computacionales. Cada vez que el implante cerebral detectaba la intención de mover los brazos de los monos, los electrodos aplicaban estimulaciones eléctricas sencillas en la médula espinal.

Esta técnica consiguió que las neuronas que habían sobrevivido a la lesión pudieran sustituir, hasta cierto punto, la función de las neuronas dañadas. De esta forma, se establecían nuevas conexiones entre el cerebro y las extremidades superiores. Además, los animales fueron mejorando en sus movimientos (aunque no llegaban a alcanzar una recuperación total de la funcionalidad) conforme se adaptaban y aprendían a usar el sistema de estimulación, que requería muy poco entrenamiento.

En estos momentos, los investigadores, que forman parte de la Universidad de Pittsburgh y del Centro Médico de la Universidad de Pittsburgh (UPCM), están reclutando a pacientes con ictus en un ensayo clínico con el fin de conocer si la estimulación eléctrica de la médula espinal puede mejorar el control de sus brazos y manos, tal como se ha visto en monos. Si se pudiera trasladar a la práctica clínica este sistema (sin la necesidad de un implante cerebral), los pacientes que apenas pueden mover manos y brazos, pero aún conservan algunos circuitos nerviosos funcionales, podrían ganar fuerza, precisión y amplitud de movimientos y disfrutar así de una mayor autonomía.

Esther Samper

Referencia: «Epidural electrical stimulation of the cervical dorsal roots restores voluntary upper limb control in paralyzed monkeys», Beatrice Barra et al. en Nature Neuroscience, 30 de junio de 2022.  

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