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Ratas paralizadas dan 1000 pasos orquestadas por computadora
Es una vista extraña: una rata paralizada que camina sobre sus patas traseras en una cadencia precisa, todo controlado por una computadora.
Una rata paralizada da pasos. Está bajo el control de una computadora conectada a su médula espinal.
Es un poco Frankenstein, dice Gregorio Courtine , neurocientífico de la École Polytechnique Fédérale en Lausana, Suiza, quien en un artículo publicado ayer en Ciencia Medicina Traslacional describe sus esfuerzos por usar la electrónica para restaurar movimientos fluidos y realistas en animales paralizados.
El estudio es parte de un esfuerzo más amplio para ayudar a las personas paralizadas a caminar de nuevo al aplicarles pulsos eléctricos en la médula espinal. Estas señales pueden reemplazar los comandos que normalmente envía el cerebro, pero que se interrumpen cuando se lesiona la médula espinal.
Esta primavera, médicos e investigadores de la Universidad de Louisville y la Universidad de California, Los Ángeles, dijeron cuatro hombres que habían estado paralizados durante años pudieron recuperar el movimiento en las piernas, las caderas, los tobillos y los dedos de los pies, e incluso ponerse de pie gracias a un dispositivo implantado que estimulaba la médula espinal, una técnica llamada estimulación epidural.
Aunque los movimientos logrados fueron modestos, y no permitieron que los hombres caminaran solos, la tecnología les permitió ejercitar sus piernas, lo que pareció restaurar algo de movimiento.
Hasta ahora, un límite de la estimulación epidural es que los pulsos eléctricos no producen un movimiento complejo y coordinado. Además, en pruebas con humanos, los estimuladores se controlan manualmente. Ahí es donde el sistema desarrollado por Courtine podría entrar en juego. Al filmar a las ratas mientras caminaban, el equipo suizo introdujo las imágenes en un software que ajustó rápidamente el patrón de estimulación para producir movimientos de pasos sincronizados.
Tal sistema podría ayudar a una persona a caminar rítmicamente y mantener el equilibrio. Cuanto mejor sea, mejor liberará al individuo que está siendo estimulado para que esa persona no tenga que tomar decisiones constantes, dice V. Reggie Edgerton , un fisiólogo de la UCLA que ha probado la estimulación epidural en pacientes (ver Paralyzed Man Stands with Aid of Spinal Stimulation).
Para producir sus resultados, los científicos suizos cortaron la médula espinal de media docena de ratas y luego les implantaron electrodos flexibles en la parte inferior de la médula espinal. A los animales también se les administró un tipo de medicamento conocido como agonista de la serotonina, que, según Courtine, prepara la médula espinal para comunicarse con las piernas, una capacidad que se agota después de una lesión. Con su peso sostenido por un arnés, las ratas se colocaron en una cinta rodante o en una pista con obstáculos.
Este es el primer sistema de control de circuito cerrado que realmente puede ajustar los movimientos de las piernas en tiempo real, a pesar de la parálisis, dice Courtine. Cada una de las ratas caminó al menos mil pasos sucesivos y subió con éxito escaleras del tamaño de un roedor.
Su equipo espera probar sus ideas en un voluntario humano el próximo año. La idea es usar esto en la sala de rehabilitación, dice Courtine, citando evidencia de que ejercitar la médula espinal y las piernas puede restaurar en parte las conexiones cortadas con el cerebro.
Sin embargo, la tecnología de estimulación epidural todavía está muy lejos de permitir que las personas paralizadas caminen por sí mismas. cazador peckham , un bioingeniero de la Universidad Case Western Reserve, dice que los pacientes quieren controlar sus propios movimientos, lo que significa que las versiones futuras de estos sistemas deben lograr un equilibrio entre las rutinas automatizadas y los movimientos elegidos por el usuario.
Courtine dice que su grupo está trabajando en el desarrollo de una interfaz cerebro-máquina, como electrodos implantados en la corteza motora del cerebro para registrar los movimientos previstos, que eventualmente podría permitir a los pacientes controlar un estimulador espinal y el movimiento de sus piernas, usando su pensamientos propios.