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Tres parapléjicos vuelve a caminar gracias a una terapia que combina neuroestimulación y rehabilitación

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David, Gert-Jan y Sebastian sufrieron hace más de cuatro años accidentes muy graves que les confinaron a vivir en sillas de ruedas. Ahora, gracias a un innovador programa de rehabilitación que combina la estimulación eléctrica dirigida de la médula espinal lumbar y la terapia asistida por peso y rehabilitación, los tres han podido volver caminar con la ayuda de muletas o un andador.

Este nuevos estudio -STIMO- establece un nuevo marco terapéutico para mejorar la recuperación tras una lesión de la médula espinal. Todos los pacientes recuperaron el control voluntario de los músculos de las piernas que habían estado paralizados durante años. Y, a diferencia de los resultados de dos estudios independientes publicados recientemente en EE.UU. sobre un concepto similar, en esta ocasión se ha demostrado que la función neurológica persistía más allá de las sesiones de entrenamiento, incluso cuando se desactivaba la estimulación eléctrica.

Las lesiones de la médula espinal interrumpen la comunicación dentro del sistema nervioso, lo que lleva a la pérdida de funciones neurológicas esenciales y conducen a la parálisis. La estimulación epidural eléctrica, es decir, la estimulación aplicada a la médula espinal había logrado restaurar la capacidad locomotora en modelos animales de lesión de la médula espinal, pero hasta ahora había sido menos efectiva en seres humanos por razones desconocidas.

Pero ahora, los dos trabajos que se publican en «Nature» y «Nature Neuroscience» parecen haber dado con las respuestas. El equipo de Grégoire Courtine, de la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en colaboración con el de Jocelyne Bloch, del Hospital Universitario de Lausanne, ambos en Suiza, ha aplicado este programa a estos tres pacientes que tenían diferentes tipos de lesión medular: lesión crónica de la médula espinal y parálisis parcial o completa de las extremidades inferiores.

La neuroestimulación se llevó a cabo a través de un generador de impulsos que era controlado en tiempo real de forma inalámbrica, y cronometrado para coordinar con los movimientos. A los pocos días de comenzar el tratamiento, los pacientes pasaron de andar en una cinta de correr a caminar sobre el suelo, siempre con estimulación, y así pudieron ajustar la altura de sus pasos y la longitud de la zancada. Con el tiempo, los pacientes lograron caminar en la cinta durante una hora, aunque siempre con la ayuda de la estimulación. Y, después de la rehabilitación, los tres podían caminar de forma independiente (con apoyo parcial o con un andador) con estimulación, y recuperaron los movimientos voluntarios de las piernas sin estimulación.

Gert-Jan Oskam

EPFL
«Los resultados se basan en la comprensión de los mecanismos implicados en este proceso que hemos obtenido a lo largo de todos estos años con nuestra investigación en modelos animales. Así, pudimos imitar en tiempo real cómo el cerebro activa naturalmente la médula espinal», explicó en rueda de prensa el neurocientífico Grégoire Courtine. «Al cabo de una semana, David, Gert-Jan y Sebastian podían caminar con un soporte. Supe de inmediato que estábamos en el camino correcto», agregó la neurocirujana Jocelyne Bloch, encargada de implantar quirúrgicamente los implantes en los pacientes.

La estimulación dirigida debe ser tan precisa como un reloj suizo

Los autores subrayaron que este estudio logra un nivel de precisión sin precedentes en la estimulación eléctrica de la médula espinal. «La estimulación dirigida debe ser tan precisa como un reloj suizo. En nuestro método, implantamos una serie de electrodos sobre la médula espinal que nos permite incidir los grupos musculares individuales en las piernas -explicó Bloch-. Las configuraciones seleccionadas de los electrodos están activando regiones específicas de la médula espinal, imitando las señales que el cerebro emitiría para producir caminar».

Porque, como explica Courtine, «el momento y la ubicación exactos de la estimulación eléctrica son cruciales para la capacidad del paciente para producir un movimiento intencional. También es esta coincidencia espacio-temporal la que desencadena el crecimiento de nuevas conexiones nerviosas».

El desafío para los pacientes era aprender a coordinar la intención de sus cerebros de caminar con la estimulación eléctrica específica, algo bastante complicado, como reconocieron los tres en su comparecencia ante los medios. Gracias a su tesón pudieron alcanzar esta coordinación y fueron capaces de caminar con soporte al cabo de una semana y lograron un mejor control muscular voluntario a los cinco meses de entrenamiento. «El sistema nervioso humano respondió al tratamiento mejor de lo que esperábamos», indicó Courtine.

Sebastian Tobler

EPFL
Los nuevos protocolos de rehabilitación basados en esta neurotecnología dirigida llevan a mejorar la función neurológica al permitir que los participantes entrenen activamente las capacidades naturales de andar por el suelo en el laboratorio durante largos períodos de tiempo, a diferencia del entrenamiento pasivo, como el escalonamiento asistido por exoesqueleto.

Durante las sesiones de rehabilitación, los tres participantes pudieron caminar con las manos libres durante más de un kilómetro con la ayuda de estimulación eléctrica dirigida y un sistema inteligente de soporte de peso corporal. Además, no mostraron fatiga en los músculos de las piernas, por lo que no hubo deterioro en la calidad del paso. Estas sesiones de entrenamiento más largas y de alta intensidad resultaron ser cruciales para desencadenar la plasticidad dependiente de la actividad, la capacidad intrínseca del sistema nervioso para reorganizar las fibras nerviosas, lo que conduce a una mejor función motora incluso cuando la estimulación eléctrica está apagada.

Estamos construyendo neurotecnología de próxima generación

¿Y hasta dónde puede llegar esta técnica? Courtine cree que los avances tecnológicos van a ayudar mucho. «Las próximas generaciones de electrodos serán más precisas y más capaces de activar las áreas concisas». En este sentido, la startup GTX medical, cofundada por Courtine y Bloch, utilizará estos datos para desarrollar neurotecnología a medida con el objetivo de convertir este paradigma de rehabilitación en un tratamiento disponible en hospitales y clínicas de todo el mundo. «Estamos construyendo neurotecnología de próxima generación que también se probará lo más cercano al momento de la lesión, cuando el potencial de recuperación sea alto y el sistema neuromuscular todavía no haya sufrido la atrofia que sigue a la parálisis crónic
a. Nuestro objetivo es desarrollar un tratamiento de fácil acceso», añade Courtine.

Al igual que otras aproximaciones, esta tecnología no genera nuevas neuronas y no regenera nervios. En animales, señaló Courtine, «lo que hemos visto es que se reorganizan las conexiones neuronales en el córtex. El tratamiento logra esta nueva conexión cerebral, aunue en humanos es todavía una hipótesis».

De momento, han mejorado, y mucho, la vida de David, Gert-Jan y Sebastian que están esperanzados con su participación en el estudio durante los próximos tres años. «Las sesiones de entrenamiento me han permitido tener un mayor control sobre mis piernas y para mí es importante que el estudio vaya a prolongarse tres años y, en tres años, seguro que puedo contar más».

Grégoire Courtine junto a los tres pacientes – EPFL / Hillary Sanctuary
Neurotecnología del futuro

David Mzee: «Es una sensación increíble»

David tiene 28 años y quedó paralizado a raíz de un accidente deportivo en 2010. «Mi pierna izquierda solía estar completamente paralizada, pero hora puedo hacer una extensión de rodilla de la pierna izquierda sin estimulación eléctrica, flexiono la cadera e incluso muevo los dedos de los pies». Caminar era casi imposible para David antes del estudio. Después de 262 sesiones de avanzada terapia con un exoesqueleto, los médicos le dijeron que era improbable mejorar su función neurológica. Hoy, después de solo 5 meses de entrenamiento con la estimulación eléctrica y el entrenamiento corporal personalizado, ha recuperado el control voluntario de todos los músculos de su pierna izquierda y ha mejorado el control sobre los músculos de su pierna derecha. Incluso puede dar unos pasos sobre el suelo sin ninguna ayuda. La estimulación le permite caminar con un soporte de peso corporal durante más de 1 km y durante una a dos horas, solo con unos pocos descansos. «Puedo dar pasos sin estimulación, pero necesito ayuda de andador o de barras paralelas. Es una sensación increíble».

Gert-Jan Oskam: «Los médicos me dijeron que nunca podría volver a caminar»

Gert tiene 35 años y en 2011 sufrió un accidente de tráfico cuando volvía en bicicleta a casa desde el trabajo. Su recuperación funcional se había estancado después de 50 sesiones de terapia. Era incapaz de levantar sus piernas cuando intentaba caminar o cuando estaba acostado sobre la espalda. «Los médicos me dijeron que nunca podría volver a caminar», dice, «pero ahora puedo caminar distancias cortas con la ayuda de estimulación eléctrica y muletas, e incluso sin estimulación».

Sebastian Tobler: «Es bueno para la mente. Es bueno para el cuerpo».

El suizo Sebastian Tobler tuvo un accidente de bicicleta de montaña que le dejó las piernas. completamente paralizada en 2013. La lesión de la médula espinal de Sebastian fue tan grave que los médicos no tenían un programa de rehabilitación que ofrecerle. Determinado por encontrar una manera de ejercitar sus piernas, diseñó y construyó un triciclo reclinado para parapléjicos, que usa manivelas tanto de manos como de piernas. El equipo suizo ha adaptado la tecnología de estimulación eléctrica a su triciclo para permitirle usar sus piernas mientras practicaba. Ahora Sebastian puede caminar sin manos en el laboratorio y subir una cuesta con la ayuda de estimulación eléctrica. «La estimulación eléctrica me da la oportunidad de entrenar, logra que fluya mi sangre y, lo más emocionante, me lleva al bosque. Es bueno para la mente. Es bueno para el cuerpo». Aunque ha experimentado un menor grado de recuperación neurológica que David y Gert- Jan, si ha notado una mejor estabilidad del núcleo en mi vida diaria.