Las ratas con lesiones de médula espinal y parálisis severa ahora caminan, gracias a los investigadores de la EPFL.
Publicado en el 01 de junio 2012 de la revista Science, los resultados muestran que una sección cortada de la médula espinal puede hacer una reaparición en su propia inteligencia innata y la capacidad regenerativa, lo que el autor principal Grégoire Courtine de la EPFL llama el «cerebro espinal» es-despertado. El estudio, que se inició hace cinco años en la Universidad de Zurich, apunta a un cambio profundo en nuestra comprensión del sistema nervioso central. Aún no está claro si las técnicas de rehabilitación similares podría funcionar para los seres humanos, pero los indicios observados de crecimiento del nervio en nuevos métodos para el tratamiento de la parálisis.
«Después de un par de semanas de neurorehabilitación con una combinación de un arnés robótico y la estimulación eléctrica, química, nuestras ratas no sólo consiguen voluntariamente iniciar una marcha a pie, pero van a estar corriendo pronto, subir escaleras y evitar los obstáculos», explica Courtine, que mantiene la Internacional de la Fundación de Parapléjicos (IRP), Presidente en la reparación de la médula espinal de la EPFL.
Neuroplasticidad después de una lesión grave
Es bien sabido que el cordón espinal y el cerebro pueden adaptarse y recuperarse de una lesión moderada, una calidad conocida como neuroplasticidad. Pero hasta ahora la médula espinal expresa la plasticidad tan poco después de la lesión severa y la recuperación era imposible. La investigación demuestra que, bajo ciertas condiciones, la plasticidad y la recuperación puede tener lugar en estos casos graves, pero sólo si la columna vertebral dormido se despierta.
Para hacer esto, Courtine y su equipo inyecta una solución química de los agonistas de la monoamina en las ratas. Estos productos químicos causan respuestas de las células mediante la unión específica a la dopamina, la adrenalina y los receptores de serotonina localizados en las neuronas espinales. Este cóctel sustituye a neurotransmisores liberados por las vías del tronco cerebral en sujetos sanos y actos para excitar las neuronas y listos a coordinar los movimientos del cuerpo baja, cuando sea el momento adecuado.
De cinco a 10 minutos después de la inyección, los científicos estimularon eléctricamente la médula espinal con electrodos implantados en la capa más externa del canal espinal, llamado espacio epidural. «Esta estimulación epidural continua localizada envía señales eléctricas a través de las fibras nerviosas a las neuronas químicamente emocionados de que el control de movimiento de las piernas. Todo lo que queda es iniciar ese movimiento», explica Rubia van den Brand, lo que contribuye a la autora del estudio.
La inteligencia innata de la columna vertebral
En un artículo publicado en la revista Nature Neuroscience en el año 2009, Courtine informó de que una rata estimulado la columna vertebral columna aislada físicamente del cerebro de la lesión hacia abajo desarrollado de una manera sorprendente: Se comenzó a tomar la tarea de movimiento de las piernas de modulación, permitiendo a los individuos previamente paralizados a caminar, aunque sea involuntariamente, sobre cintas de correr. Estos experimentos revelaron que el movimiento de la cinta creada retroalimentación sensorial que inició a pie: el cerebro se hizo cargo de la columna vertebral, y caminar en esencia se produjo sin ningún tipo de entrada desde el cerebro real de la rata. Esto sorprendió a los investigadores y los llevó a creer que sólo una señal muy débil del cerebro que se necesitaba para los animales para iniciar el movimiento por su propia voluntad.
Para probar esta teoría, Courtine sustituyó a la rueda de ardilla con un dispositivo robótico que apoyó a los sujetos y sólo entró en juego cuando se perdió el equilibrio, dándoles la impresión de tener una columna vertebral sana y de trabajo. Esto alentó a las ratas a sí mismos voluntad hacia una recompensa de chocolate en el otro extremo de la plataforma. «Lo que ellos consideran la formación basada en la fuerza de voluntad se tradujo en un aumento de cuatro veces en las fibras nerviosas en el cerebro y la columna vertebral, un nuevo crecimiento que demuestra el enorme potencial de la neuroplasticidad, incluso después de una lesión severa del sistema nervioso central», dice Janine Heutschi, quien también contribuyó significativamente a la estudio.
Una nueva ontogenia – un nuevo paradigma
Courtine llama a este nuevo crecimiento «nueva ontogenia», una especie de duplicación de la fase de crecimiento de un bebé. Los investigadores encontraron que las fibras recién formadas por alto la lesión espinal original, y las señales permitidas desde el cerebro hasta llegar a la columna vertebral por vía electroquímica despertado. Y la señal es lo suficientemente fuerte para iniciar el movimiento sobre el suelo, sin la cinta de correr-el significado de las ratas comenzaron a caminar voluntariamente hacia la recompensa, todo el apoyo a su propio peso con las patas traseras.
«Esta es la Copa Mundial de la neurorrehabilitación», exclama Courtine. «Nuestras ratas se han convertido en atletas cuando apenas unas semanas antes de que se paralizaron por completo. Estoy hablando de un 100% la recuperación del movimiento voluntario.»
En principio, la reacción radical de la médula espinal de ratas al tratamiento ofrece razones para creer que las personas con lesión medular pronto tendremos algunas opciones en el horizonte. Courtine es optimista de que humanos, dos ensayos de fase se iniciará en un año o dos en Balgrist Centro Hospital Universitario de Lesiones de la Médula Espinal en Zurich, Suiza. Mientras tanto, los investigadores de la EPFL están coordinando un proyecto de nueve millones de euros NeuWalk llamada que tiene como objetivo diseñar un sistema de columna vertebral en pleno funcionamiento neuroprosthetic, muy similar a la que se utiliza aquí con ratas, para implantar en seres humanos.
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