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Estudio del California Institute of Technology ayuda a parapléjico a mover sus piernas voluntariamente

PASADENA,  California –Un equipo de  investigadores de la Universidad de California, Los Angeles  (UCLA), el Instituto de Tecnología de California (Caltech) y la Universidad de Louisville utilizaron un conjunto de electrodos estimulantes para ayudar a un hombre paralítico a ponerse de pie, pisar en una cinta con asistencia y, con el tiempo, recuperar el movimiento voluntario de sus miembros.  Los investigadores encontraron que las señales eléctricas proporcionadas por la matriz estimulan la red neuronal de la médula espinal de manera que pueda utilizar la información sensorial y derivarla de las piernas a los músculos directos y los movimientos articulares.

Rob Summers, de 25 años, en el arnés que proporciona apoyo mientras recibe la estimulación eléctrica de la médula espinal. El procedimiento experimental ha permitido Summers a ponerse de pie y mover las piernas voluntariamente.

En lugar de pasar por el sistema nervioso del hombre para estimular directamente los músculos de la pierna, este enfoque toma ventaja de los circuitos de control inherentes a la médula espinal inferior (por debajo del nivel de la lesión), para controlar los movimientos de ponerse de pie y caminar.

El estudio fue publicado en la revista de medicina Británica, The Lancet.

Más de 5,6 millones de americanos viven con algún tipo de parálisis; de estos, 1,3 millones han sufrido lesiones en la médula espinal, a menudo resultando en una completa parálisis de las extremidades inferiores, junto con pérdida del control de la vejiga y el intestino, respuesta sexual y otras funciones autónomas.

El trabajo comenzó con una serie de experimentos animales a partir de la década de 1980 por los coautores del estudio V. Reggie Edgerton y Yury Gerasimenko de la Escuela de Medicina, David Geffen, en la UCLA, el estudio mostraba que animales con lesiones en la médula espinal podían soportar, equilibrio, levantar peso y realizar pasos coordinados mientras se les estimula por vía epidural –es decir, en el espacio por encima de la duramadre, la más extensa de las tres membranas que cubren el cerero y la médula espinal.

Comenzado ocho años atrás, Joel Burdick, profesor de Ingeniería Mecánica y Bioingeniería del Caltech, se unió al laboratorio Edgerton para estudiar cómo la terapia física guiada por la robótica y la farmacología puede ser acoplada a una mejor recuperación de la locomoción en animales con lesiones de médula espinal.

Construido en base a estos estudios y los trabajos anteriores de Edgerton y Gerasimenko, Burdick y Yu-Chong Tai, un profesor del Caltech de Ingeniería Eléctrica e Ingeniería Mecánica, introdujo el concepto de estimulación de médula espinal de alta densidad, que utiliza como hoja de matrices de múltiples electrodos para estimular las neuronas. El logro del sistema, dice Burdick, “es estimular los circuitos nativos que controlan el pararse y dar pasos en la parte inferior de la médula espinal, a fin de coordinar la actividad sensorio-motora y reemplazar en parte la falta de señales desde arriba” –es decir, desde el cerebro- “y gritar a los nervios ¡en marcha!”

Los cables eléctricos implantados en el paciente parapléjico.

Para probar esta idea, que fue primero explorada en modelos animales, el equipo utilizó una red de electrodos disponible en el mercado utilizada normalmente para tratar el dolor de espalda. Mientras esta red no tiene todas las capacidades de las probadas hasta ahora en animales, permitió que el equipo pruebe la viabilidad de la estimulación de médula espinal de alta densidad en humanos. Los resultados, agregó Burdick, “han superado con creses las expectativas de los investigadores.”

El sujeto en New York es un atleta de 25 años, quien quedó completamente paralizado debajo de su pecho en un accidente de carretera en Julio del 2006. Sufrió una lesión motora  completa del tipo C7/T1 en la médula espinal, pero mantuvo cierta sensibilidad en sus piernas.

Antes de que se le implantase la matriz de estimulación epidural, el paciente fue sometido a 170 sesiones de entrenamiento locomotor en un período de más de dos años en el Instituto de Rehabilitación Fraizier. En el entrenamiento  locomotor, una técnica de rehabilitación usada en pacientes parcialmente paralizados, el cuerpo del mismo es suspendido en un arnés sobre una cinta en movimiento mientras terapeutas profesionales ocasionalmente le ayudan a manejar sus piernas en un movimiento repetitivo paso a paso.

El entrenamiento no ha afectado esencialmente a este paciente, confirmando lo severa que es su lesión. Además, el entrenamiento estableció la línea de base en contra de lo que podría ser la eficacia posterior de la estimulación eléctrica medida.

Después de la implantación del dispositivo, el paciente pudo –mientras recibía estimulación eléctrica, y luego de unas semanas de entrenamiento locomotor- empujarse a sí mismo hacia una posición de parado y levantar peso por su propia cuenta. Ahora puede mantenerse de pie y levantar peso durante 20 minutos a la vez. Con la ayuda del arnés y la asistencia de algunos terapeutas, puede dar movimientos repetidos en una cinta para caminar. Con entrenamiento diario constante y estimulación eléctrica, el paciente recobró la habilidad para mover voluntariamente los dedos del pie, tobillos, rodillas y el comando de su cadera.

El paciente no tiene control voluntario sobre sus miembros cuando no está bajo estimulación.

Sumado, con el tiempo experimentó mejoras en varios tipos de funciones autónomas, tanto  el control de su vejiga y sus intestinos,  como la regulación de la temperatura –un resultado “sorpresa”, dice Burdick, que, si se replica en otros estudios, puede mejorar sustancialmente la vida de los pacientes con  lesiones de médula espinal.

Matriz de electrodos implantada.

Estas funciones autónomas comenzaron a regresar antes de que hubiera señal de movimiento voluntario, lo que fue visto en el paciente, por primera vez, después de siete meses de que comenzara a recibir estimulación epidural.

Agrega Burdick, “Esto puede ayudar  a la vejiga e intestinos incluso en pacientes que no tienen la fuerza para someterse a un riguroso entrenamiento como este paciente” –quien era un atleta y se encontraba, comparativamente, en una excelente condición física luego de lesionarse.

Los científicos no están seguros todavía cómo fueron recobradas las funciones –o, en efecto, cómo el control voluntario de las funciones fueron devueltas por el procedimiento. “De algún modo, la estimulación mediante electrodos puede haber reactivado las conexiones que estaban latentes o estimulando el crecimiento de nuevas conexiones”, dijo Burdick. Casi con toda seguridad, la reorganización de las vías neuronales se produjo a continuación y tal vez por encima del lugar de la lesión.

Notablemente, el paciente tenía cierta sensación en sus extremidades inferiores luego de la lesión, lo que significa que la médula espinal no fue cortada por completo; esto puede haber afectado el grado de su recuperación.

La Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) dio el visto bueno al equipo de investigación para poner a prueba a cinco pacientes con lesiones en la médula espinal; el próximo paciente será comparado con el primero, en términos de edad, lesión y habilidades físicas, para ver si los resultados pueden ser replicados. En ensayos posteriores, pacientes que no tienen sensibilidad serán implantados con el dispositivo, para ver si esto influye en el resultado.

“Este es un avance significativo”, dijo Susan Harkema de la Universidad de Louisville, la autora principal del artículo en The Lancet. “Esto brinda un enorme potencial para mejorar el funcionamiento diario de las personas.”

“Mientras estos resultados son, obviamente, alentadores, tenemos que ser cautos, hay mucho trabajo por hacer”, dice Edgerton.

Uno de los más grandes obstáculos es que la red de electrodos implantada en pacientes humanos es aprobada por la FDA sólo para dolor de espalda. El uso del dispositivo aprobado por la FDA se entiende “como una prueba   para ver si el concepto funciona, proporcionándonos munición adicional para motivar el desarrollo de las matrices utilizadas en estudios con animales”, agregó Burdick. “Las matrices aprobadas, continúa, tienen muchas limitaciones, por lo tanto, un mayor desarrollo de las matrices que se tienen en la actualidad y sólo se han probado en animales, en el futuro darán mejores resultados en humanos.

Usando una combinación de experimentación, modelos computarizados de la red de electrodos y médula espinal, y algoritmos de aprendizaje, Burdick y sus colegas están intentando optimizar el patrón de estimulación para lograr los mejores efectos, y para mejorar el diseño de la red. Otros avances en la tecnología deberían conducir a un mejor control de los procesos de para pasos y ponerse de pie.

Además, dice, “nuestro equipo está buscando otros modos de aplicar la tecnología. Podríamos mover la red a una posición superior de la médula espinal para ver si puede afectar brazos y manos, como lo hace con las piernas.”

Burdick y sus colegas de la UCLA y de la Universidad de Louisville esperan que algún día, algunas personas con lesiones completas de médula espinal sean capaces de usar una unidad de estimulación portátil y, con la ayuda de un andador  sostenerse independientemente, mantener el equilibrio y realizar algunos pasos de manera eficaz. Dijo Burdick, “nuestro equipo cree que el protocolo puede ser útil en el tratamiento de accidentes cerebro vasculares, Parkinson y otros desordenes que afecten la función motora.

La investigación en el documento “La estimulación epidural de la médula espinal lumbosacra permite el movimiento voluntario para ponerse de pie, y ayudó a caminar a un humano parapléjico”, fue financiado por el Instituto Nacional de Saludo en el apoyo adicional de la fundación Christopher and Dana Reeve.

Fuente: http://media.caltech.edu/press_releases/13418

  1. Dagoberto Pacheco
    mayo 31, 2011 a las 11:46 PM

    Me parece muy vien,me gustaria ser elegible para este procedimiento C5 y C6

    • junio 1, 2011 a las 8:21 AM

      Afortunadamente los estudios en neurología y biotecnología están teniendo grandes y relativamente rápidos avances en estos últimos años, aunque muchas de estas investigaciones, más allá de aportar información crucial para el avance de la ciencia, no terminan de superar su etapa experimental. Si entendí bien, tienes una lesión tipo C5-C6. Puedes mandar un e-mail al Caltech (mr@caltech.edu) explicando tu situación, simplemente para probar “suerte”, pero no te aseguro nada, todavía quedan pruebas por realizar para que dicho procedimiento esté a disposición.
      Saludos.

      P.D.:”vien”(B), espero haya sido un error de tipeo. ¡Jaja!

  2. Corina Pacheco
    junio 2, 2011 a las 11:44 AM

    Hola, mi nombre es Corina soy hermana de la persona que tiene C5 y C6, leei tu repuesta lo que no me gusto es la parte final que quieres decir con esto. (P.D.:”vien”(B), espero haya sido un error de tipeo. ¡Jaja!) eres una persona seria o solo estas jugando? Podrias esplicarme por favor?

    • junio 2, 2011 a las 12:21 PM

      Corina, disculpa si te molestó la post data, soy bastante molesto cuando veo que algo está mal escrito, aunque también tengo mis errores (y muchos horrores). Fue simplemente una pequeña corrección a lo que había escrito tu hermano “Me parece muy vien…”

      • junio 2, 2011 a las 12:23 PM

        El “espero haya sido un error de tipeo. ¡Jaja!” fue solamente para no sonar tan odioso. De nuevo, disculpa las molestias.

  3. Efrain morales
    julio 24, 2011 a las 3:27 PM

    como podria ayudar este metodo si la persona tiene una lecion en la medula espinal nivel T5 por una vacteria por las varicelas desde el 1998 el cual a podido mejorar en el sistema de intestino vejiga? La atrofia en la medula espinal nivel T5 me gustaría el poder saber mas sobre algún metodo y si nesecitan un paciente para probar nuevas investigaciones estoy dispuesto con el propocito de alcanzar mi sueno de volver a caminar! Mi correo morales.efrain177@gmail.com o al 787-469-6462 gracia!!

  4. Dagoberto Pacheco
    agosto 17, 2012 a las 4:32 PM

    espero que pronto lo puedan aplicar en todos los pacientes

  5. osbaldo catalan
    febrero 12, 2013 a las 3:28 AM

    Hola que tal los felicito por sus nuevas investigaciones y me pongo a sus ordenes tengo lesion T7 y T8 como voluntario para sus futuras pruebas dios los bendiga

  6. Raimundo
    julio 26, 2013 a las 1:43 AM

    Hola mi nombre es Andy, y tengo una lesion a nivel T5, , tengo 20 anos y ocurrio hace 2 anos ,estoy en la mayor disposicion de someterme a estudios voluntariamente en la aplicacion de esos avances, Gracias

  7. Bernardita Delgado
    agosto 27, 2013 a las 1:43 PM

    Me es muy gratificante que en algun momento saldrá a la luz una puerta de esperanza, donde podremos ponernos de pie y la vejiga tenga un control voluntario, sigan y avances que estoy esperando mi aparato portatil que nos dara una mejor calidad de vida. Bernardita.delgado@gmail.compuedo prestarme para los estudios

  8. julio 18, 2014 a las 1:21 AM

    hola mi nombre es christian tengo 41 años, soy argentino provincia de buenos aires, en el 2013 fui victima de robo, el cual me dispararon y quede paraplejico.
    desde ahi mi vida cambio mucho estuve 5 meses internado, por los dolores de brazos por el disparo,me han medicado de todas formas y sigo con estos dolores que no me dejan manejar mi silla, comer solo, hacer mi rehabilitación,eh quedado con sonda vesical mas de un año hasta hace poco me la han sacado y empece hace poco hacerme auto cateterismo el cual sigue produciéndome infección urinaria repetitiva. para ir de cuerpo siento mas o menos pero no puedo hacer por si solo necesito que me ayuden. no tengo relaciones desde mi accidente, también tengo trombosis en las piernas, hace poco me descubrieron que tengo reflejos en ellas pero no siento nada, tengo movimientos involuntarios, sinceramente necesito su ayuda me ofrezco a este tratamiento, donde habría que ir, si alguien tiene mas información ayúdenmen, ayuden por favor.

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