Un mono recupera el movimiento en una pata gracias a un 'bypass' de la médula espinal

Un macaco que no podía mover una de las patas traseras debido a una lesión en la médula espinal ha logrado caminar con normalidad, o cerca de la normalidad, gracias a un 'bypass' que comunica de forma inalámbrica el cerebro del animal y las neuronas responsables de activar los músculos de la extremidad. La "interfaz neuroprotésica cerebro-espinal", como la definen los autores del trabajo, se ha desarrollado en la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, en colaboración con otros centros de investigación y la empresa Medtronic.

Los autores del trabajo se muestran esperanzados de que la interfaz pueda ayudar en un futuro a personas afectadas por lesiones medulares, pero insisten en la necesidad de ser cautos. "Esta es la primera vez que una neurotecnología restaura la locomoción en primates -dice el coordinador del equipo, el neurólogo Grégoire Courtine, del EPFL-, pero hay muchos desafíos por delante y pueden transcurrir varios años antes de que todos los componentes puedan ser probados en personas".

El mono lleva acoplado en el cerebro un pequeño sensor que capta las señales emitidas -los deseos del animal para moverse- y las envía a un procesador. La información se trata y, una vez descodificada, se reenvía a un dispositivo con unos electrodos que se colocan en la zona lumbar de la médula espinal, por debajo de la lesión, y que activan las neuronas que dirigen los músculos de las patas. "Lo que hacemos es restaurar en tiempo real y sin cables la comunicación entre el cerebro y el sistema locomotor", resume uno de los autores, Eduardo Martín Moraud, ingeniero español que trabaja en la Universidad de Oxford (Nuffield College) y que anteriormente estuvo cinco años en el equipo del EPFL.

Los detalles de la investigación, cuyo primeros resultados satisfactorios se obtuvieron en junio del 2015, se han publicado en la revista científica 'Nature'. Uno de los dos monos del experimento recuperó el uso de su extremidad paralizada en la primera semana después de la lesión, sin entrenamiento, tanto en cinta de correr como en el suelo, mientras que el segundo tardó unas dos semanas.

Según ha informado el EPFL, en el Hospital Universitario de Lausana se ha puesto en marcha un estudio clínico para validar los efectos terapéuticos de la tecnología en personas con lesión de médula espinal, pero solo de forma parcial. Por ahora, lo que se hace es comprobar si la colocación en la médula de un dispositivo con electrodos, previamente programado, logra restaurar el movimiento de las piernas. No se comunica con el cerebro.

EL PROCESO

Como explican los investigadores, cuando el cerebro decide realizar un movimiento o cualquier otra actividad se produce "una transmisión de picos de electricidad entre neuronas" que pueden medirse e interpretarse mediante un algoritmo matemático. En un sistema nervioso intacto, las señales que denotan el hecho de caminar proceden de una pequeña región del cerebro llamada corteza motora (o córtex motor). 

Con posterioridad, las señales viajan por la médula espinal, llegan a las redes neuronales localizadas en la región lumbar y estas activan los músculos de las piernas para que produzcan los movimientos de la marcha.

Las lesiones de la médula espinal, parciales o completas, impiden que estas señales lleguen a las neuronas y provocan la parálisis. Sin embargo, la corteza motora todavía mantiene la actividad cerebral que generaba las instrucciones de caminar. Y las redes neuronales que activan los músculos en la pierna paralizada también están intactas y todavía pueden generar movimientos de las piernas.

En esta ocasión se midieron "96 canales neuronales del córtex que ofrecen mucha información", dice Martín Moraud, quien recuerda que en experimentos previos, por ejemplo, ya se había logrado que pacientes humanos activaran un ordenador a distancia solo con pensar en hacerlo. "A nosotros nos interesaba controlar solo dos eventos: cuando se levanta la pata y cuando se posa", prosigue. 

Luego, la estimulación eléctrica de unos pocos voltios, administrada en localizaciones precisas en la médula espinal, modula distintas redes de neuronas que pueden activar músculos específicos en las piernas. "Yo me he ocupado concretamente del sistema que te permite estimular la médula en tiempo real", prosigue Martín Moraud.

SIN NECESIDAD DE ENTRENAMIENTO

Para que los monos recuperaran la movilidad, "no fue necesaria ninguna fisioterapia o entrenamiento", dice el neurocientífico Erwan Bezard, de la Universidad de Burdeos, que supervisó los experimentos. Todos los tratamientos se han efectuado previo control de los comités de bioética de los centros participantes.

"Por primera vez puedo imaginar a un paciente completamente paralizado siendo capaz de mover sus piernas a través de esta interfaz cerebro-espinal", ha afirmado en una comunicado la neurocirujana Jocelyne Bloch, del Hospital Universitario de Lausana (CHUV), encargada de colocar los implantes en el cerebro y en la médula espinal.