Detalles
Asuntos Médicos
Noticias Médicas
Visto: 5966

Imagínese un mundo futuro en el que las personas parapléjicas disfrutaran de una vida mucho más libre y autónoma, gracias a unos brazos robóticos que podrían controlar ellos mismos con un ordenador conectado a su cerebro. Un equipo de científicos acaba de demostrar que, en el siglo XXI, es muy posible que esta utopía médica se pueda alcanzar.

De momento, en un experimento espectacular que se ha realizado con ratas, el investigador estadounidense John chapin y sus colaboradores ya han conseguido que estos animales muevan un brazo mecánico tan sólo con la actividad neuronal de su porpio cerebro. Según estos científicos, a pesar de que todavía se necesitará mucho tiempo para perfeccionar esta técnica, los resultados iniciales sugieren que el aparato podría servir para que los pacientes paralíticos recuperen su movilidad.

El funcionamiento de este mecanismo robótico, que se describe en el último número de la revista Nature Neuroscience, que parece salido directamente de una película de ciencia ficción. Mediante unso electrodos que se colocaron sobr la cabeza de las ratas, y que estaban conectados a un ordenador, estos animales aprendieron a accionar este brazo mecánico cada vez que les apetecía beber un poco de agua.

En la primera fase del experimento, los científicos enseñaron a las ratas a accionar una palanca si querían que el brazo robótico les sirviera un pequeño recipiente con agua. Al mismo tiempo, mientras los animales realizaban esta tarea, los investigadores registraron su actividad cerebral con unos electrodos específicamente diseñados para grabar la estimulación de sus neuronas. Luego, analizaron esta actividad cerebral con un programa informático, identificando los mecanismos neuronales que regulaban los movimientos de las ratas al activar la palanca del agua.

A continuación, Chapin y sus colegas reconfiguraron el aparato, de tal manera que el brazo robótico ya no estaba conectado al mecanismo de la palanca, sino únicamente al ordenador que registraba la actividad neuronal de las ratas. De esta manera, los científicos consiguieron que los animales empezaran a activar el brazo robótico tan sólo con sus estímulos cerebrales.

De hecho, con el tiempo, algunos animales aprendieron que este brazo mecánico les podía servir agua sin que tuvieran que apretar la palanca y, en un momento dado, dejaron de accionarla. Aunque parezca incrible, las propias ratas descubrieron que si querían beber auga, ya no tenían que hacer ningún esfuerzo físico. Su actividad cerebral bastaba para activar el funcionamiento del brzo robótico, y por lo tanto empezaron a "darle ordenes" tan solo con sus neuronas. No es la primera vez que se logra la activación de una máquina con los estímulos del cerebro. De hecho, hace unas semanas, un grupo de científicos logró que un hombre que estaba totalmetne paralizado escribiera mensajes sobre la pantalla de un monitor, moviendo el cursor tan sólo con estímulos cerebrales.

Sin embargo, el funcionamiento del nuevo brazo robótico es mas avanzado que ninguno de los aparatos similares diseñados hasta ahora. Por primera vez, estos científicos han registrado con electrodos de su invento la actividad simultánea de millones de neuronas, y por lo tanto el control cerebral que se puede lograr sobre el brazo robótico es muy eficaz.

Es muy posible, por lo tanto, que con el tiempo, los parapléjicos puedan usar sus brazos mecánicos de este tipo para asearse, comer o leer sin ayuda de nadie. Como dice un editorial de Nature Medicine sobre el nuevo hallazgo, gracias a estos avances científicos se prodrán conseguir en el futor "muchas interacciones simbióticas entre cerebros, ordenadores y aparatos protésicos.

Detalles
Asuntos Médicos
Noticias Médicas
Visto: 8689

Una de la las pocas cosas en la que están de acuerdo los neurobiólogos es en que las próximas terapias que intenten regenerar la médula incorporarán varias estrategias a la vez. Por ejemplo, trasplantes y factores de crecimiento junto con disparadores químicos para activar los genes promotores del crecimiento.

Las combinaciones se harán a partir de lso resultados que obtengan las seis grandes vías de investigación que están abiertas actualmente. La mayoría tienen dos puntos en común. Primero, tratan de sacar partido a aquellas partes del sistema nervioso que tienen mas plasticidad que el SNC adulto. Segundo, los investigadores coinciden en que el SNC neceista ayuda para regenerarse.

Activar el crecimiento

Un grupo de científicos del Massachussetts General Hospital, en Boston, EEUU, ha demostrado que ciertas fibras en un SNC adulto pueden activarse simplemente seccionando la parte de la célula que se proyecta hacia el sistema nervioso periférico. De esta forma, pasan de un estado de mínimo crecimiento a otra modalidad mucho mas vigorosa. Según explica Clifford Wolf, uno de los investigadores, esta sección puede activar ciertos genes que estimulen el crecimiento. La clave es encontrar esos interruptores genéticos.

Reier ayuda a las células de una manera diferente. En estudios realizados con ratos y gatos, el científico implantó un tejido procedente de un SNC fetal en la méudla espinal lesionada de un animal adulto. Este tejido contenía neuronas y glía (células que rodean a los cuerpos celulares y tejidos nerviosos). Los tejidos nerviosos adultos se regeneraron y las células trasplantadas se integraron bien en el tejido medular que los rodeaba.

No obstante, a pesar de que Reier está seguro de que los experimentos con tejido fetal han mejorado la compresión del desarrollo del SNC, ponen en duda que puedan emplearse alguna vez con fines terapéuticos de forma generalizada. Los problemas no són solo éticos. Además de esta cuestion, es dificil obtener tejido fetal en su punto idóneo de desarrollo. Sin embargo, ya se encuentran realizando las primeras pruebas de unta terapia experimental conrta cierto tipo de lesión medular.

En ocasiones, se forma un quiste lleno de fluido  en el punto en el que la médula espinal ha resultado lesionada que tiende a extenderse y a crear una lesión mayor (Siringomielia Post traumática Progresiva). Durante los últimos dos años, el equipo de Reier ha trasplantado tejido nervioso fetal de SNC a la médula de siete personas con esta patología. El propósito de Reier era implantar un puente en la lesión para poder retransmitir los impulsos en la médula espilar. Todavía nos se han hecho públicas sus conclusiones, "pero en algunos de estos individuos si hemos visto cambiso que muestran un grado de mejoría" dice Reier. Aún no está claro si la mejoría es consecuencia de los implantes o de otras causas.

En la universidad de Massachssetts en Wrodcester (EEUU) Charles Vacanti trabaja sobre el mismo fundamento pero con una técnica distinta. En un experimento, Vacati -que se hizo famoso por diseñar un cartílago en forma de oreja humana e injertarlo sobre el lomo de un ratón- creó una estructura de rejilla con polímeros y la sembró con un cultivo de células nerviosas inmaduras. Esta rejilla la implantó en la medula espinal de ratas paralizadas y, segúna afirma, alguans han logrado recuperar movimientos que se aproximan a la normalidad. Otros científicos se reservan emitir un juicio hasta que no conozcan mas detalles de su trabajo.

Celulas de la piel

Un equipo encabezado por Fred Gage, del Instituto Salk para las Ciencias Biotecnológicas en San Diego (EEUU) utiliza un camino distinto. Cage y sus colegas están intentando que las neuronas dañadas crezcan mas rápidamente y lleguen más lejos. Para ello, trasplantan unas células de la piel llamadas fibroblastos hasta el lugar de la lesion.

Estos fibroblastos se han modificado genéticamente para que expresen unas factores de creciemiento -como la neurotrofina-3 (NT3) y el factor neutrotrófico derivado del derebro (BDNF)- que parecen activar el desarrollo nuevos tejidos y contribuyen a estimular la producción de mielina, un recubrimiento graso que envuelve los axones y previene que los impulsos se cortocircuiten.

Los factores del SNC

Martin Schwab, en la Universidad de Zúrich, Suiza, posee una visión diferente. A mediados de lso ocheta, el científico fue el primero en sugerir que el problema de la regeneración se debía a ciertos factores segregados por el SNC que mantenían a las neuronas a raya.

El equipo de Schawab continuó investigando para encontrar y porificar a los culpables, un grupo de proteinas denominadas Factores Inhibidores de la Neurita (como el NI-250, que segrega mielina) El NI-250, que enlaza con la superfície de los tejidos neuronales en crecimiento de modo similar tanto en ratas como en sere humanos. Cuando uno de estos factores aparece, inicia una cadena de reacciones que, en última instancia detienen la producción de actina, un componente esencial del esqueleto celular. El esqueleto se colapsa, por lo que se detiene cualqueir crecimiento posterior.

Schwab pensó que si fuera posible retener las proteinas inhibidoras, los tejidos neuronales podrían regenerarse con mayor facilidad. Por lo menos, en lo que respecta a los animales, esta sospecha parece acertada.

A unas ratas con una sección en su tramo corticoespinal -la mayor y mejor definida vía de fibras nerviosas que conectan el cortex con la maquinaria motriz de la médula espinal- , les administró un anticuerpo que bloquea el NI-250, Doce semanas después, una proporción de las fibras seccionadas había crecido "varios centímetros de nuevo", dice Schwab.

Mas importante todavía, los animales recuperan funciones que habían perdido a causa de la lesión. "su capacidad para caminar mejoró tremendamente", dice.

Actualmente, sus investigaciones van encaminadas a probar el anticuerpo con monos. "si no sufrimos un contratiempo, nos encontraremos un un nivel de ensayo clínico en un futuro no muy lejano", dice. Sin embargo, el salto de ratas a monos y en ultima instancia a seres humanos no es alto tan sencillo, como Schwab deja claro. Con todo, y a pesar de que el científico reconoce una larga lista de complicaciones potencialess, está más dispuesto que el resto a hablar sobre el tratamiento de lesiones de la médula espinal en un futuro cercano.

"La mayoría de la gente piensa que nuestra técnica es la que más se aproxima a una terapia clínica" dice. Sus homólogs reconocen la importancia de su trabajo, aunque Schwab admite sin objeción que aún les queda un largo camino.

La cicatrización

Jerry Silver, un neurobiólog de la Case Western Reserve Univeristy de Ohio (EEUU), da otra explicación a la hostilidad del entorno que rodea a la neurona en fase de regeneración: la cicatrización, que bloquea el camino a las nuevas fibras.

Un tipo de célula glial, los astrocitos, convergen sobre la zona lesionada y liberar unas sustancias denominadas proteoglicanos, los cuales, según Silver, son cruciales a la hora de parar en seco al tejido nervioso. Según Silver, en el caso de los ratones los microtrasplantes de neuronas adultas pueden desarrollarse a través del viejo tejido cicatrizado si se les asiste mediante el cuidadoso empleo de una aguja microscópica que solo provoca daños mínimos. Los tejidos crecen varios centímetros y forman nuevas conexiones. "Esto supone una evidencia tangible de que la cicatrización glial es la raiz del problema" dice.

Reconstruir la vías

El grupo de Raisman de Londres y el Mary Bunge del Miami Project tienen otro enfoque: es mas importante recontruir las vias dañadas pro la lesión que ayudar a que las neuronas se desarrollen.

Raisman ha estudiado atentamente la estructura que se crea cuando el tramo corticoespinal resulta lesionado y ha descubierto una estructura altamente compleja, "una comunidad totalmente interactiva", dice.

Con esta base, y después de un experimento fallido, dirigió su atención a otra población de células gliales de las ratas, las que conectan las terminaciones del recubrimiento nasal con el cerebro y crean constantemente nuevas conexiones entre si y el SNC.  Cuando trasplantó estas células a una pequeña zona lesionada en el tramo corticoespinal de una rata, se creó un puente perfecto.

Los tejidos seccionados crecieron a lo largo de las vías que se habían creado hacia la zona lesionada, atravesando hasta el otro lado y formando nuevas conexiones. Los animales tratados con estos trasplantes recuperaron movimientos que antes habían perdido.

El equipo de Miami obtuvo resultados similares con leisoines de mayor magnitud: lograron estimular la regeneración cuando añadieron simultáneamente unos factores de crecimiento.

Ambos equipos esperan poder probar algún día esta técnica con seres humanso. De momento, sus laboratorios y algunos otros ya han identificado las células humanas equivalentes, a pesar de que nadie  sepa con certeza si funcionará como en las ratas.

Sin embargo, existe un problema: en el caso de una típica lesion medular en un ser humano, la cantidad de tejido requerido para una trasplante sería mucho mayor que en el caso de un experimento de laboratorio. Por esta razón, tanto él como los demás tienen un gran interés de usar células madre. Estas células pueden ser entrenadas para convertirse en cualquier tipo de células del SNC, en un cultivo con las condiciones adecuadas. Sin embargo, como insiste risman, "Esto no es inminente"

Objetivos

Para un futuro inmedianto, sin embargo, una alternativa con un nivel tecnológico mas modesto está creando una cierta expectación. Varios equipos, inclueso los del Miami Project, están trabajando en la idea de una terápia física intensiva para reformar y afirmar las conexiones reción formadas en el SNC en perosnas con lesiones medulares.

Su obtimismo se base en el hallazgo de unos pocos investigadores clínicos, algunso de cuyos pacientes han realizado movimientos involuntarios, a persar de que no pueden  sentir ni controlar sus movimientos. Mediante un ejercicio intensivo, recuperaron parcialmente la sensibilidad, como si se hubieran creado nuevas conexiones entre las piernas y el cerebro. "Pienso que resulta muy prometedor" dice Kleitman.

Sin embargo, igual que otros investigadores, Kleitman insiste en que hay algo mas que alcanzar el espectacular objetivo de volver a caminar. Para algunos pacientes la meta puede ser recuperar el control de la vejiga urinaria. en última instancia, el éxito significa individuos con mejor vida, algo que, después de todo, posiblemente no pueda medirse solo por el número de sillas de ruedas tiradas a la basura.

Detalles
Asuntos Médicos
Noticias Médicas
Visto: 5125

ATLANTA. El cursor se desplaza a golpes, de izquierda a derecha y, después, de arriba a abajo en la pantalla del Macintosh, donde se alinean las letras del abecedario como en un teclado. Parece dudar en una letra, slata otras varias, desaparece a la derecha y vuelve a reaparecer una lína más abajo. De pronto, se queda quieto sobre la J y teclea. Vuelve de nuevo a la parte superior de la pantalla y retoma su insegura búsqueda, salta de letra en letra y se detiene sobre la O.

Despues de lo que parece una eternidad y tras decenas de movimientos, aparentemente anárquicos del cursor, un nombre surge en el espacio consagrado al texto: JOHN. Un hombre tan inmovil como la cama en la que reposa y tan silencioso como el ordenador instalado al pide de la misma mira fijamente a la pantalla.

John es literalemnte un muerto viviente. Desde la hemorragia cerebral que le dejó tetrapléjico en el mes de Enero de 1998, este jornalero de 52 años vive en la presión impenetrable de su cuerpo, convertido en un peso muerto inútil, victima de ese síndrome del encierro cuyo horror contó Jean - Dominique Bauby en su libro La escafandra y la mariposa.

Los ojos y el movimiento de sus puplias son la única huella de vida en su rostro. Y sin embargo, acaba de romper la malla oscura en la que está encerrado su espíritu, escribiendo su nombre en la pantalla de un ordenador. Simplemente con el pensamiento.

Hace solo un año que la máquina fue conectada a su cerebro por el doctor Philip Kennedy, que sonríe cuando evocamos la figura del doctor Frankestein, "lo único que intentamos hacer es ayudar a unos enfermos que ya no pueden comunicarse con el mundo a hacerlo a través de un ordenador" explica modestamente este neurólogo nativo de Irlanda que nos recibe a las afueras de Atlanta.

El doctor Kennedy es el Inventor del sistema que le concede a John el don, hasta ahora mágico, de la telepatía: la capacidad de actuar sobre las cosas por medio del pensamiento. El principio es sencillo. "Toda actividad psiquica tiene una base física" explica pacientemente el médico. Una actividad que se traduce en el cerebro a través de descargas eléctricas emitidas por las neuronas.

"Todo lo que hacemos, en cierto sentido, es realizar escuchas en el interior del cerebro.Captamos sus señales y las transmitimos interpretándolas al ordenador, es decir, reestablecemos la conexión",  añade el doctor Kennedy.

Hace 12 años, tras mucho tiempo de investigaciones sobre las escuchas electrónicas del ceregro y la regeneración de los tejidos nerviosos, Kennedy concibió  un implante que pudiese permitir "escuchar el cerebro" Este electrodo neurotrópico es un cono de cristal vacio de 1.5 milímetros de alto y de 0.1 a 0.4 milímetros de diámetro, es decir, algo así como la bolita de la punta de un bolígrafo.

Este cono contiene dos filamentos de oro que pueden registrar una corriente eléctrica de baja impedancia. Tambien contiene elemntos neurotrópicos, es decir, sustancias orgánicas que ayudan a los tejidos a reconstituirse. Durante los tres meses que siguen a la implantación de este electrodo, las células nerviosas que lo rodean se vinculan por medio de dentritas al tejido que es reconstruido en el cono, creando en él, tal y como explica Philip Kennedy "una especie de microcerebro"

Un mando a distancia

Y de pronto el implante es estable y siente las descargas de las neuronas vecinas. Los signos captados y amplificados son transmitidos al ordenador (siguiendo el principio del mando a distancia de la televisión) que traduce las órdenes dadas por el enfermo.

El neurocirujano Roy Bakay implantó dos de estos electrodos en el cerebro de John, "Antes determinamos, gracias a un escaner, cual era la zona del córtex activada cuando John quería mover su mando derecha" precisa el doctor Kennedy.

"Hemos colocado el ra´ton del ordenador en el cerebro del enfermo" resumía el doctor Bakay, cuando anunciaba el exito de la experiencia ante un congreso de neurocirujanos en Seattle. El ordenador se ha convertido en una protesis del cerebro. Evidentemente, John está muy lejos de poder utilizar el teclado del ordenador como usted, y nadie puede asegurar que llegue a hacerlo.

Primero se limitó a dirigir el cursor para hacer click sobre una serie de iconos que activan una voz artificial. La imagen de un cubito de hielo desencadena la voz electrónica que se queja "Tengo Frio" Después intentó teclear frases, sus esfuerzos son improbos. Duda se equivoca, vuelve a comenzar y vuelve a equivocarse, como si fuese un bebé que estuviese intentando encajar cubitos para formar una casaa.

De todas formas, "está hecha la prueba de que es posible comunicarse y actuar, solo con el pensamiento" asegura Philip Kennedy, Y sobre todo, de una forma duradera (el impante cervical de John tiene un año y por ahora no se ha presentado signo de rechazo o de lesión) y estable.