Lesión de la médula espinal: ¿Puede la estimulación cerebral y nerviosa restaurar el movimiento?

Resumen: La terapia de estimulación nerviosa se ha mostrado prometedora en el tratamiento de lesiones de la médula espinal en modelos animales. Los investigadores esperan que el tratamiento se use en humanos con SCI para ayudar a restaurar el movimiento en las extremidades.

Fuente: Universidad de Colombia

En 1999, cuando Jason Carmel, MD, Ph.D., era estudiante de segundo año de medicina en Columbia, su hermano gemelo idéntico sufrió una lesión en la médula espinal que lo paralizó del pecho hacia abajo y limitó el uso de sus manos.

La vida de Jason Carmel también cambió ese día. La lesión de su hermano eventualmente llevó a Carmel a convertirse en neuróloga y neurocientífica, con el objetivo de desarrollar nuevos tratamientos para restaurar el movimiento de las personas que viven con parálisis.

Ahora, una terapia de estimulación nerviosa que Carmel está desarrollando en Columbia se muestra prometedora en estudios con animales y eventualmente podría permitir que las personas con lesiones en la médula espinal recuperen la función en sus brazos.

«La técnica de estimulación se dirige a las conexiones del sistema nervioso que no sufrieron lesiones», dice Carmel, la neuróloga de la Universidad de Columbia y del New York-Presbyterian, «lo que les permite asumir parte de la función perdida».

En los últimos años, los estudios de alto perfil de la estimulación eléctrica de la médula espinal han permitido que algunas personas con parálisis incompleta comiencen a pararse y caminar nuevamente.

El enfoque de Carmel es diferente porque se enfoca en el brazo y la mano y porque combina la estimulación del cerebro y la médula espinal, con estimulación eléctrica del cerebro seguida de estimulación de la médula espinal.

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«Cuando las dos señales convergen en la médula espinal, con una diferencia de aproximadamente 10 milisegundos, obtenemos el efecto más fuerte», dice, «y la combinación parece permitir que las conexiones restantes en la médula espinal tomen el control».

En su último estudio, Carmel probó su técnica, llamada plasticidad asociativa de la médula espinal (SCAP), en ratas con lesiones moderadas de la médula espinal. Diez días después de la lesión, las ratas se aleatorizaron para recibir 30 minutos de SCAP durante 10 días o estimulación simulada. Al final del período de estudio, las ratas que recibieron SCAP dirigido a sus brazos fueron significativamente mejores en el manejo de alimentos que las del grupo de control y tenían reflejos casi normales.

Crédito: Universidad de Columbia

“Las mejoras tanto en la función como en la fisiología persistieron mientras se midieron, hasta 50 días”, dice Carmel.

Los resultados, publicados recientemente en la revista Cerebro, sugieren que SCAP provoca cambios duraderos en las sinapsis (conexiones entre neuronas) o en las propias neuronas. «Las señales emparejadas esencialmente imitan la integración sensoriomotora normal que tiene que unirse para realizar movimientos hábiles», dice Carmel.

De ratones a personas

Si la misma técnica funciona en personas con lesiones de la médula espinal, los pacientes podrían recuperar algo más que perdieron con la lesión: la independencia. Muchos estudios de estimulación de la médula espinal se enfocan en caminar, pero «si le pregunta a las personas con lesión de la médula espinal cervical, que es la mayoría, qué movimiento quieren reanudar, dicen que la función de la mano y el brazo», dice Carmel.

«La función de la mano y el brazo permite que las personas sean más independientes, como moverse de una cama a una silla de ruedas o vestirse y alimentarse».

Ahora, una terapia de estimulación nerviosa que Carmel está desarrollando en Columbia se muestra prometedora en estudios con animales y eventualmente podría permitir que las personas con lesiones en la médula espinal recuperen la función en sus brazos. La imagen es de dominio público

Carmel ahora está probando SCAP en pacientes con lesión de la médula espinal en Columbia, Cornell y el Sistema de atención médica VA Bronx en un ensayo clínico patrocinado por el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares.

La estimulación se realizará durante la cirugía clínicamente indicada o de forma no invasiva, utilizando estimulación magnética del cerebro y estimulación de la piel en la parte anterior y posterior del cuello. Ambas técnicas se realizan de forma rutinaria en entornos clínicos y se sabe que son seguras.

En el estudio, los investigadores esperan aprender más sobre cómo funciona SCAP y cómo el tiempo y la fuerza de las señales afectan las respuestas motoras en los dedos y las manos. Esto sentaría las bases para futuros ensayos para probar la capacidad de la técnica para mejorar significativamente la función de la mano y el brazo.

Mirando más adelante, los investigadores creen que el enfoque podría usarse para mejorar el movimiento y la sensación en pacientes con parálisis de la parte inferior del cuerpo.

Mientras tanto, la gemela de Jason, Carmel, está trabajando, casada y criando gemelos. “Tiene una vida plena, pero espero que podamos recuperar más funciones para él y otras personas con lesiones similares”, dice Carmel.

Acerca de esta noticia de investigación sobre lesiones de la médula espinal

Autor: oficina de prensa
Fuente: Universidad de Colombia
Contacto: Oficina de Prensa – Universidad de Columbia
Imagen: La imagen es de dominio público

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Investigacion original: Acceso cerrado.
La plasticidad de la asociación de la médula espinal mejora la función sensoriomotora de las extremidades anteriores después de una lesión cervicalpor Ajay Pal et al. Cerebro


Resumen

La plasticidad de la asociación de la médula espinal mejora la función sensoriomotora de las extremidades anteriores después de una lesión cervical

La plasticidad asociativa ocurre cuando dos estímulos convergen en un objetivo neural común. Los esfuerzos anteriores para promover la plasticidad asociativa se han centrado en la corteza, con efectos variables y moderados. Además, los bucles específicos se infieren, en lugar de probarse directamente. En cambio, tratamos de enfocarnos en la fuerte convergencia entre los sistemas motor y sensorial en la médula espinal.

Desarrollamos la plasticidad asociativa de la médula espinal, el acoplamiento preciso de la corteza motora y las estimulaciones dorsales de la médula espinal, para apuntar a esta interacción. Probamos la hipótesis de que la estimulación emparejada en el momento adecuado fortalecería las conexiones sensoriomotoras en la médula espinal y mejoraría la recuperación después de una lesión de la médula espinal. Probamos los efectos fisiológicos de la estimulación acoplada, las vías que la median y su función en un estudio preclínico.

La estimulación de la médula espinal por debajo del umbral aumentó fuertemente los potenciales musculares evocados por la corteza motora en el momento en que se emparejaron, pero solo cuando llegaron sincrónicamente a la médula espinal. Este efecto de estimulación acoplada dependía tanto de los aferentes motores descendentes corticales como de los aferentes propioceptivos de la médula espinal; la inactivación selectiva de una de estas vías anuló por completo el efecto de estimulación acoplada. Plasticidad de asociación de la médula espinal, apareamiento repetitivo de estas vías durante 5 a 30 minutos en ratas despiertas, aumento de la excitabilidad espinal durante horas después de que finaliza el apareamiento.

Para aplicar la plasticidad asociativa de la médula espinal como terapia, optimizamos los parámetros para promover efectos fuertes y duraderos. Este efecto fue igualmente fuerte en ratas con lesión de la médula espinal cervical como en ratas no lesionadas, lo que demuestra que las conexiones que se salvaron después de una lesión moderada de la médula espinal fueron suficientes para mantener la plasticidad. En un estudio ciego, las ratas recibieron una lesión moderada de la médula espinal C4. Diez días después de la lesión, fueron aleatorizados a 30 minutos de plasticidad de la médula espinal de asociación cada día durante 10 días o estimulación simulada.

Las ratas con plasticidad de la médula espinal asociada mejoraron significativamente la función en la medida de resultado primaria, una prueba de destreza al manipular alimentos, 50 días después de la lesión de la médula espinal. Además, las ratas con plasticidad asociativa de la médula espinal tuvieron respuestas persistentemente más fuertes a la estimulación cortical y espinal que las ratas con estimulación simulada, lo que indica un locus espinal de plasticidad.

Después de la plasticidad asociativa de la médula espinal, las ratas tenían casi normalización de la modulación del reflejo H. Los grupos no tenían diferencias en la escala de muecas de rata, una medida de dolor.

Concluimos que la plasticidad asociativa de la médula espinal fortalece las conexiones sensoriomotoras dentro de la médula espinal, lo que da como resultado una recuperación parcial de la modulación refleja y la función de la extremidad anterior después de una lesión moderada de la médula espinal. Debido a que tanto la estimulación de la corteza motora como la de la médula espinal se realizan de forma rutinaria en los seres humanos, este enfoque puede probarse en personas con lesiones de la médula espinal u otros trastornos que dañan las conexiones sensoriomotoras y reducen la destreza.

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