La estimulación de la médula espinal permite a la mujer volver a mover el brazo

Mar 02, 2024

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20/02/2023

PITTSBURGH — Una neurotecnología que estimula la médula espinal mejora instantáneamente la movilidad de brazos y manos, permitiendo a las personas afectadas por un accidente cerebrovascular moderado a grave realizar sus actividades diarias normales con mayor facilidad, informan investigadores de la Universidad de Pittsburgh y la Universidad Carnegie Mellon hoy en Nature Medicine. Un par de finos electrodos metálicos que se asemejan a hebras de espagueti implantados a lo largo del cuello activan circuitos neuronales intactos, lo que permite a los pacientes con accidente cerebrovascular abrir y cerrar completamente el puño, levantar el brazo por encima de la cabeza o usar un tenedor y un cuchillo para cortar un trozo de carne para el primera vez en años. “Descubrimos que la estimulación eléctrica de regiones específicas de la médula espinal permite a los pacientes mover el brazo de una manera que no podrían hacerlo sin la estimulación. Quizás aún más interesante es que descubrimos que después de unas semanas de uso, algunas de estas mejoras perduran cuando se apaga la estimulación, lo que indica vías interesantes para el futuro de las terapias para accidentes cerebrovasculares”, dijo el autor correspondiente y coautor principal Marco Capogrosso, Ph. D., profesor asistente de cirugía neurológica en Pitt. “Gracias a años de investigación preclínica acumulada hasta este punto, hemos desarrollado un protocolo de estimulación práctico y fácil de usar que adapta las tecnologías clínicas existentes aprobadas por la FDA que podrían trasladarse fácilmente al hospital y trasladarse rápidamente del laboratorio a la clínica. .” Cuando se trata de accidentes cerebrovasculares, los cardiólogos predicen un futuro sombrío: a nivel mundial, uno de cada cuatro adultos mayores de 25 años sufrirá un derrame cerebral en su vida, y el 75% de esas personas tendrán déficits duraderos en el control motor de su brazo y mano, gravemente limitando su autonomía física. Actualmente, ningún tratamiento es eficaz para tratar la parálisis en la llamada etapa crónica del accidente cerebrovascular, que comienza aproximadamente seis meses después del incidente del accidente cerebrovascular. Los investigadores dicen que la nueva tecnología tiene el potencial de ofrecer esperanza a las personas que viven con discapacidades que de otro modo se considerarían permanentes. "Crear soluciones de neurorrehabilitación efectivas para las personas afectadas por problemas de movimiento después de un accidente cerebrovascular es cada vez más urgente", dijo la coautora principal Elvira Pirondini, Ph.D., profesora asistente de medicina física y rehabilitación en Pitt. "Incluso los déficits leves resultantes de un derrame cerebral pueden aislar a las personas de la vida social y profesional y volverse muy debilitantes, siendo las deficiencias motoras en el brazo y la mano especialmente agotadoras e impidiendo actividades diarias simples, como escribir, comer y vestirse". La tecnología de estimulación de la médula espinal utiliza un conjunto de electrodos colocados en la superficie de la médula espinal para administrar pulsos de electricidad que activan las células nerviosas dentro de la médula espinal. Esta tecnología ya se está utilizando para tratar el dolor persistente de alto grado. Además, varios grupos de investigación de todo el mundo han demostrado que la estimulación de la médula espinal se puede utilizar para restaurar el movimiento de las piernas después de una lesión de la médula espinal. Pero la destreza única de la mano humana, combinada con el amplio rango de movimiento del brazo a la altura del hombro y la complejidad de las señales neuronales que controlan el brazo y la mano, añaden un conjunto de desafíos significativamente mayor. Después de años de extensos estudios preclínicos que involucraron modelos computarizados y pruebas con animales en monos macacos con parálisis parcial del brazo, los investigadores fueron autorizados a probar esta terapia optimizada en humanos. "Los nervios sensoriales del brazo y la mano envían señales a las neuronas motoras de la médula espinal que controlan los músculos de la extremidad", dijo el coautor principal Douglas Weber, Ph.D., profesor de ingeniería mecánica en el Instituto de Neurociencia de Carnegie. Universidad Mellón. “Al estimular estos nervios sensoriales, podemos amplificar la actividad de los músculos que han sido debilitados por el derrame cerebral. Es importante destacar que el paciente conserva el control total de sus movimientos: la estimulación es de asistencia y fortalece la activación muscular sólo cuando los pacientes intentan moverse”. En una serie de pruebas adaptadas a pacientes individuales, la estimulación permitió a los participantes realizar tareas de diferente complejidad, desde mover un cilindro metálico hueco hasta agarrar objetos domésticos comunes, como una lata de sopa, y abrir una cerradura. Las evaluaciones clínicas demostraron que la estimulación dirigida a las raíces nerviosas cervicales mejora inmediatamente la fuerza, la amplitud de movimiento y la función del brazo y la mano. Inesperadamente, los efectos de la estimulación parecen ser más duraderos de lo que los científicos pensaban originalmente y persistieron incluso después de que se retiró el dispositivo, lo que sugiere que podría usarse como método de asistencia y restauración para la recuperación de las extremidades superiores. De hecho, los efectos inmediatos de la estimulación permiten la administración de un entrenamiento físico intenso que, a su vez, podría conducir a mejoras aún más fuertes a largo plazo en ausencia de la estimulación. En el futuro, los investigadores continúan inscribiendo participantes adicionales en el ensayo para comprender qué pacientes con accidente cerebrovascular pueden beneficiarse más de esta terapia y cómo optimizar los protocolos de estimulación para diferentes niveles de gravedad. Además, la startup Reach Neuro, fundada por Pitt y CMU, está trabajando para traducir la terapia al uso clínico. Marc Powell, Ph.D., de Reach Neuro Inc.; Nikhil Verma, BS, de la Universidad Carnegie Mellon; y Erynn Sorensen, BS, de Pitt son coautores. Los autores adicionales del estudio son Erick Carranza, BS, Amy Boos, MS, Daryl Fields, MD, Ph.D., Souvik Roy, BS, Scott Ensel, BS, Jeffrey Balzer, Ph.D., Robert Friedlander, MD, George Wittenberg, MD, Ph.D., Lee Fisher, Ph.D. y Peter Gerszten, MD, todos de Pitt; Beatrice Barra, Ph.D., de la Universidad de Nueva York; Jeff Goldsmith, Ph.D., de la Universidad de Columbia; y John Krakauer, Ph.D., de la Universidad Johns Hopkins. La investigación informada en este comunicado de prensa fue apoyada por la Iniciativa NIH BRAIN con el número de premio UG3NS123135. El contenido es responsabilidad exclusiva de los autores y no necesariamente representa las opiniones oficiales de los Institutos Nacionales de Salud. El Departamento de Cirugía Neurológica y el Departamento de Medicina Física y Rehabilitación de Pitt, y el Departamento de Ingeniería Mecánica y el Instituto de Neurociencia de la Universidad Carnegie Mellon brindaron apoyo adicional para la investigación. Dres. Capogrosso, Gerszten y Pirondini tienen intereses financieros en Reach Neuro, Inc., que tiene interés en la tecnología que se evalúa en este estudio. Estos conflictos de intereses financieros han sido revisados ​​y gestionados por la Universidad de Pittsburgh de acuerdo con su Política de conflictos de intereses para la investigación.

DETALLES DE LA FOTO: (haga clic en la imagen para ver el video)CRÉDITO: Tim Betler, UPMC y Ciencias de la Salud de la Universidad de PittsburghTÍTULO: La estimulación espinal revive el brazo de una mujer.