Logran “puentear” vías neurales inoperativas y así hacer llegar a las piernas las órdenes musculares del cerebro

Unos científicos japoneses han conseguido “puentear” vías neurales inoperativas para hacer llegar a las piernas las órdenes musculares del cerebro. Esta técnica biocomputacional podría permitir recuperar de forma básica la capacidad de caminar mediante movimientos voluntarios y conscientes de las piernas en personas aquejadas por ciertas lesiones de médula espinal.

La pérdida de movilidad en las piernas de personas con determinadas lesiones de médula espinal se debe típicamente al corte de vías neurales que enlazan el cerebro con el centro de locomoción de la médula espinal, en tanto que los circuitos neurales por debajo y por encima del punto de la lesión mantienen la mayoría de sus funciones.

Una conexión artificial que actúe de “puente” sustituyendo a la red neural perdida y que conecte el cerebro con circuitos de la médula espinal tiene el potencial de mitigar la pérdida de capacidad locomotora.

El equipo de Yukio Nishimura y Shusaku Sasada, del Instituto Nacional de Ciencias Fisiológicas (NIPS), uno de los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales (NINS) de Japón, y sus colaboradores de esa y otras instituciones japonesas, ha hecho con éxito una conexión artificial desde el cerebro hasta el centro de locomoción en la médula espinal mediante un “puenteo”, usando una interfaz de ordenador. Esto permitió a los sujetos estimular el centro de locomoción de la médula espinal usando actividad muscular controlada por estos pacientes de manera voluntaria y consciente, y de este modo controlar a su vez los movimientos de las piernas necesarios para caminar.

Las redes neurales del centro de locomoción de la médula espinal son capaces de producir movimientos rítmicos, tales como los usados para caminar o para nadar, incluso cuando están aisladas del cerebro. El cerebro controla el centro de locomoción de la médula espinal enviándole órdenes para comenzar, parar o cambiar la velocidad al andar. En la mayoría de los casos, la pérdida de esta conexión desde el cerebro hasta el centro de locomoción causa graves problemas al intentar caminar.

Diagrama con el concepto básico de la nueva técnica de puenteo neural. (Imagen: © Yukio Nishimura)

El grupo de investigación ideó la nueva técnica de puenteo neural para reconectar el cerebro con el centro de locomoción de la médula espinal mediante un ordenador, a fin de compensar las vías perdidas, como una forma de permitir a las personas con ciertas lesiones de médula espinal recuperar la habilidad de andar.

Dado que el movimiento del brazo está asociado al movimiento de la pierna cuando caminamos, los científicos se sirvieron de la actividad muscular del primero para ayudar a transmitir las órdenes musculares adecuadas a las piernas. La interfaz de ordenador permitió a los sujetos controlar un estimulador magnético que gobierna al centro de locomoción de la médula espinal, de manera no invasiva, usando actividad muscular controlada de forma voluntaria, y así generar en las piernas los movimientos necesarios para andar.

El equipo de Nishimura y Sasada espera que esta tecnología, cuando esté lo bastante madura, pueda compensar eficientemente la función de las vías interrumpidas, enviando las órdenes necesarias, generadas voluntaria y conscientemente por el sujeto en su cerebro, hacia el centro de locomoción de la médula espinal, y así permitirles a las personas con ciertas lesiones medulares recuperar, de manera básica, el andar voluntario.