La estimulación eléctrica ofrece esperanza para las personas con lesión severa de la médula espinal

La estimulación eléctrica está dando nuevas esperanzas a las personas con lesiones graves de la médula espinal. Un estudio muestra que cuatro hombres jóvenes con paraplejia ahora pueden mover sus piernas solos con la ayuda de la estimulación eléctrica de la columna. Los investigadores creen que la terapia tiene el potencial de cambiar el pronóstico de las personas con parálisis incluso años después de la lesión.

El descubrimiento "ofrece una nueva perspectiva de que la médula espinal, incluso después de una lesión grave, tiene un gran potencial para la recuperación funcional". Fuente de la foto: 123RF.com.

Los hombres, que habían estado paralizados durante más de 2 años, pudieron flexionar los dedos de los pies, los tobillos y las rodillas mientras usaban la estimulación eléctrica. Se encontró una mejora aún mayor en el movimiento cuando los hombres usaron la estimulación en combinación con la rehabilitación física. Los detalles sobre este descubrimiento innovador se publicaron en la revista Brain .

El descubrimiento "ofrece una nueva perspectiva de que la médula espinal, incluso después de una lesión grave, tiene un gran potencial para la recuperación funcional", dijo la investigadora principal, Claudia Angeli, PhD, investigadora principal, Centro de Investigación de Locomotoras Humanas en el Instituto de Rehabilitación Frazier, y profesora de asalto, Centro de Investigación de Lesiones de la Médula Espinal de Kentucky de la Universidad de Louisville (KSCIRC).

Kent Stephenson, la segunda persona en someterse a la estimulación epidural de la médula espinal, levanta la pierna voluntariamente mientras su estimulador está activo. Foto cortesía de la Universidad de Louisville.

Cómo funciona la estimulación eléctrica

La estimulación eléctrica implica pulsos de electricidad que se envían por la columna vertebral para imitar las señales que el cerebro normalmente envía para iniciar el movimiento. Los pulsos eléctricos se administran a través de un estimulador que se coloca quirúrgicamente en la médula espinal.

Rob Summers, que está paralizado debajo de su pecho, fue la primera persona en beneficiarse de este tratamiento. Recibió pulsos eléctricos en su médula espinal justo debajo de la lesión mientras se sometía a un entrenamiento diario en el que estaba suspendido en un arnés sobre una cinta mientras los investigadores lo ayudaban a pararse o caminar. Eventualmente, Rob podría mantenerse solo por hasta 4 minutos. Siete meses después del juicio, Rob recuperó el control voluntario de sus piernas.

Todos los hombres pudieron sincronizar los movimientos de piernas, tobillos y dedos de los pies al unísono con una señal visual del ascenso y la caída de una ola que se muestra en la pantalla de una computadora, y tres de los cuatro pudieron cambiar la fuerza con la que se flexionaron. su pierna, dependiendo de la intensidad de tres señales auditivas diferentes.

“El hecho de que el cerebro sea capaz de aprovechar las pocas conexiones que pueden quedar y luego procesar esta complicada información visual, auditiva y perceptiva, es bastante sorprendente. Nos dice que la información del cerebro está llegando al lugar correcto en la médula espinal, para que la persona pueda controlar, con una precisión bastante impresionante, la naturaleza del movimiento ", dijo V. Reggie Edgerton, PhD, investigador responsable. para desarrollar este enfoque de la terapia. El Dr. Edgerton es profesor distinguido de biología integrativa, fisiología, neurobiología y neurocirugía en la Universidad de California, Los Ángeles.

Otras mejoras de salud

Los cuatro hombres pudieron soportar su propio peso y también mostraron otras mejoras de salud, como un aumento de la masa muscular, menos fatiga y una mayor sensación de bienestar. Rob, por ejemplo, Rob comenzó a tener un mejor control de la presión arterial, regulación de la temperatura corporal, control de la vejiga y función sexual.

Los investigadores están estudiando si la estimulación epidural se puede usar para ayudar a las personas con parálisis de los brazos y desarrollando una tecnología para administrar la estimulación espinal a través de la piel en lugar de tener que implantar quirúrgicamente el estimulador. Además, los investigadores están trabajando para avanzar en la tecnología de estimulador eléctrico para ayudar a lograr un mayor control del movimiento en personas con parálisis.

Comentario
Por los Dres. Narihito Nagoshi y Michael G Fehlings

Recientemente, se ha prestado mucha atención a las estrategias terapéuticas para la lesión de la médula espinal (LME), incluido el trasplante de células y / o la administración de medicamentos. Ya se han realizado ensayos clínicos de células precursoras neurales para LME ¹, al igual que ensayos de células madre mesenquimales ¹, y medicamentos como antagonistas de sodio / glutamato ² y el antibiótico minociclina ³ . En este contexto, el trabajo presentado por Angeli y sus colegas en una edición actual de Brain presenta una estrategia novedosa para el tratamiento de la LME ⁴ . En su estudio, se inscribieron 4 pacientes con LME motora completa. Habían pasado más de 2 años desde la LME en todos los pacientes, y los niveles de lesiones oscilaban entre C7 y T5. Las unidades de estimulación de la médula espinal epidural se implantaron quirúrgicamente a nivel de T11 / 12. Sorprendentemente, los 4 pacientes con parálisis completa crónica recuperaron el movimiento voluntario de sus piernas a través de la estimulación epidural poco después de la implantación del dispositivo. Además, los pacientes podían activar el movimiento motor de sus piernas de acuerdo con las señales visuales y auditivas. El entrenamiento repetitivo de pie y voluntario utilizando estimulación epidural promovió una mayor generación de fuerza y ​​precisión en el movimiento de los músculos de las piernas.

El punto sorprendente de este estudio es que la estrategia terapéutica para la LME se centró no en el sitio de la lesión en sí, sino por debajo del nivel del sitio de la lesión en la médula espinal. En la terapia de trasplante celular, el objetivo es reemplazar las células neurales dañadas y promover la regeneración y remielinización del axón en y a través del sitio de la lesión. Sin embargo, los resultados de este trabajo demuestran una nueva estrategia de activación de los circuitos de la médula espinal por debajo del nivel de la lesión por estimulación epidural, sin ningún tratamiento directo del sitio de la lesión. En la médula espinal lumbar, se sabe que existen generadores de patrones centrales (GPC) que controlan el comportamiento locomotor de las extremidades posteriores ⁵, y la estimulación epidural en este trabajo podría contribuir a la reactivación de los circuitos neuronales de la GPC. Por el contrario, el mecanismo permanece por el cual las entradas visuales y auditivas descendieron a los circuitos espinales a través de axones altamente alterados en el sitio de la lesión sigue siendo esquivo. Sin embargo, Courtine y sus colegas demostraron que, en ausencia de cualquier entrada supraespinal, los mecanismos de aprendizaje dependientes del uso pueden promover la recuperación de la locomoción de la cinta de correr con peso completo en el modelo de roedores de LME ⁶ . Por lo tanto, la estimulación de los circuitos neuronales de la GPC en la médula espinal lumbar podría ser un nuevo objetivo terapéutico para la LME.

La principal limitación de este trabajo es el pequeño número de pacientes inscritos. Aunque los pacientes son relativamente jóvenes (media 26, 9 años), la prevalencia de LME tiende a aumentar en pacientes geriátricos ⁷, y los resultados en este grupo de pacientes deben ser examinados. Se necesitarán estudios futuros para investigar los efectos funcionales de la estimulación epidural y el entrenamiento en ensayos clínicos más grandes.

Ver fuentes

Angeli CA, Edgerton VR, Gerasimenko YP, Harkema SJ. Cerebro 2014. doi: 10.1093 / brain / awu038.

Institutos Nacionales de Salud. La estimulación espinal ayuda a cuatro pacientes con paraplejia a recuperar el movimiento voluntario. http://www.nih.gov/news/health/apr2014/nibib-08.htm. Consultado el 8 de abril de 2014.

Universidad de Louisville. Cuatro hombres parapléjicos mueven voluntariamente sus piernas, un 'avance sin precedentes' para la comunidad de parálisis. http://louisville.edu/medicine/news/four-paraplegic-men-voluntarily-move-their-legs-an-unprecedented-breakthrough-for-paralysis-community. Consultado el 8 de abril de 2014.

Referencias de comentarios
1. Tetzlaff W, y col. Una revisión sistemática de las terapias de trasplante celular para la lesión de la médula espinal. J Neurotrauma . 28: 1611-1682, doi: 10.1089 / neu.2009.1177 (2011).

2. Fehlings MG, y col. Riluzol para el tratamiento de la lesión traumática aguda de la médula espinal: justificación y diseño del ensayo clínico NACTN Fase I. J Neurosurg Spine . 17: 151-156, doi: 10.3171 / 2012.4. AOSPINE1259 (2012).

3. Casha S, y col. Resultados de un ensayo aleatorizado controlado con placebo de fase II de minociclina en lesión aguda de la médula espinal. Cerebro 135: 1224-1236, doi: 10.1093 / brain / aws072aws072 [pii] (2012).

4. Angeli CA, Edgerton VR, Gerasimenko YP, Harkema SJ. La alteración de la excitabilidad de la médula espinal permite movimientos voluntarios después de una parálisis completa crónica en humanos. Cerebro doi: awu038 [pii] 10.1093 / brain / awu038 (2014).

5. Kiehn O. Circuitos locomotores en la médula espinal de los mamíferos. Annu Rev Neurosci . 29: 279-306, doi: 10.1146 / annurev.neuro.29.051605.112910 (2006).

6. Courtine G, y col. Transformación de circuitos espinales no funcionales en estados funcionales después de la pérdida de entrada cerebral. Nat Neurosci . 12: 1333-1342, doi: 10.1038 / nn.2401nn.2401 [pii] (2009).

7. Martin ND, y col. El punto de inflexión de mortalidad por edad y lesión aguda de la médula espinal cervical. J Trauma . 71: 380-385; discusión 385-386, doi: 10.1097 / TA.0b013e318228221f00005373-201108000-00016 [pii] (2011).