Nueva Técnica Activa las Neuronas Cerebrales

En el más reciente esfuerzo por provocar el movimiento en extremidades afectadas por una parálisis, los investigadores encontraron una manera de activar neuronas individuales en el cerebro y usarlas para mover una muñeca paralizada.

En experimentos con monos, investigadores de la Universidad de Washington utilizaron una interfaz entre cerebro y computadora para interceptar células cerebrales, enseñarlas a circunvalar áreas paralizadas y estimular los músculos del brazo. Esta investigación podría conducir a tratamientos para lesiones en la médula espinal, el accidente cerebrovascular y otros trastornos del movimiento así como a mejores dispositivos prostéticos.

“Estábamos interesados en desarrollar un tratamiento potencial para la parálisis”, explicó el investigador principal Chet Moritz, del departamento de fisiología y biofísica de la Universidad de Washington en Seattle, durante una teleconferencia el martes.

El enfoque usado por el grupo de Moritz es diferente a otros métodos que utilizan las células cerebrales para estimular músculos paralizados. En otras investigaciones con células cerebrales, los científicos trataron de aprovechar las células cerebrales relacionadas con los movimientos reales o imaginarios.

Por el contrario, Moritz y sus colegas hallaron que podían usar la bioretroalimentación para reeducar la mayoría de las neuronas en la estimulación muscular.

El estudio fue publicado en la edición en línea del 15 de octubre de la revista Nature.

Para el estudio, el equipo de Moritz provocó la parálisis temporal del brazo de un mono. Luego, desviaron las señales de control motor del cerebro del mono a los músculos de su brazo. Básicamente, crearon una vía artificial que enviaba señales eléctricas desde neuronas individuales a los músculos paralizados.

“Registramos las neuronas individuales del área del cerebro llamada corteza motora y luego programamos esas neuronas mediante una computadora y utilizamos su actividad para estimular el músculo paralizado”, dijo Moritz.

Los monos usaron esta estimulación para jugar a un videojuego en el que necesitaban extender y flexionar la muñeca. Era un juego que los animales habían aprendido antes de comenzar el experimento, destacó Moritz.

“Una vez paralizado [el mono], la única forma que tenían para mover la muñeca era cambiar la actividad de las neuronas individuales en sus cerebros, que entonces controlaban la estimulación de sus músculos”, señaló Moritz.

Los investigadores hallaron que dos tercios de las neuronas examinadas se podían usar para controlar la estimulación muscular.

“También encontramos que los monos podían aprender muy rápido a controlar las neuronas recién aisladas con el fin de estimular sus músculos”, destacó Moritz. “Incluso las neuronas que no estaban relacionadas con el movimiento de la muñeca podían controlarse y utilizarse para el control de los músculos de la muñeca”.

El coautor del estudio Eberhard Fetz, también profesor del departamento de fisiología y biofísica de la Universidad de Washington, dijo durante la teleconferencia que el trabajo futuro se centrará en prolongar el tiempo que se mantiene esta interfaz entre cerebro y músculos.

Este método puede incluir varios músculos, y con el tiempo, grupos de músculos, afirmó Fetz. “Estamos pensando en términos de no sólo estimular músculos individuales sino de estimular áreas de la médula espinal que a su vez podían activar músculos de manera coordinada”, señaló. “Esto podría conducir eventualmente al control cerebral de movimientos coordinados”.

El estudio muestra que esta tecnología es posible, pero aún persisten muchos obstáculos, dijo Moritz. “Ciertamente, estamos aún muy lejos, podríamos tardar incluso varias décadas, en desarrollar una aplicación clínica”, destacó.

Paul Sanberg, director del Centro para la excelencia en la reparación cerebral y el envejecimiento de la Universidad del Sur de Florida en Tampa, cree que la investigación promete.

“Si se pudieran superar algunos de los problemas de los implantes en el cerebro a largo plazo y miniaturizar los aparatos, esta tecnología se podría usar para recuperar el movimiento en los músculos de las personas”, apuntó Sanberg. “La cantidad de movimiento sería ilimitada”, agregó.

Sanberg destacó que utilizar este dispositivo para recuperar la capacidad de caminar implicaría la estimulación de un grupo de músculos. “Esto podría no ser necesario para mejorar la calidad de vida de los pacientes paralíticos”, dijo. “Tener un mejor control de una silla de ruedas o ser capaz de usar la muñeca para realizar algunas tareas podría resultar suficiente”.

HealthDay