Selecciona Edició
Connecta’t
NEUROCIÈNCIA

Aixeca't i camina, rata

Científics europeus controlen en temps real les potes de rates paraplègiques

Aconsegueixen que caminin més de 25 minuts esquivant obstacles sense cap error

El vídeo és sorprenent. Una rata paraplègica, amb la medul·la espinal dividida en dos trossos, camina amb una fluïdesa sorprenent per una cinta de córrer i fins i tot salta obstacles. Alçada sobre les potes posteriors gràcies a un arnés que funciona com una mare que ajuda a caminar el seu fill, és capaç de fer més de 1.000 passos durant 25 minuts, sense errors, malgrat que té dividida la medul·la, el cable que connecta el cervell amb les potes. La contrasenya per veure el vídeo abans que es publiqués oficialment era il·lustrativa: “Usain Bolt”, com el corredor més ràpid del món.

Els moviments del rosegador, no obstant això, no són voluntaris. Les cinc rates protagonistes de l'experiment són com marionetes mogudes per fils invisibles: dos elèctrodes flexibles que transmeten impulsos elèctrics sobre la medul·la espinal. Darrere d'aquests fils invisibles hi ha el neuroenginyer espanyol Eduardo Martín Moraud i el seu equip de l'Escola Politècnica Federal de Lausana (Suïssa).

“Hem col·locat elèctrodes als circuits neuronals de la medul·la, sota la lesió, i substituïm els senyals elèctrics que haurien d'arribar del cervell”, explica per telèfon. La tècnica, coneguda com a estimulació elèctrica epidural, no és nova. El 2009, el neurocientífic nord-americà Reggie Edgerton va demostrar que rates paraplègiques podien fer passos més o menys coordinats després de rebre impulsos elèctrics en una medul·la espinal lesionada.

Reactivar la medul·la espinal

Aquest mateix 2014, també gràcies a l'equip d'Edgerton, quatre homes paraplègics des de feia anys van aconseguir moure voluntàriament els malucs, els turmells i els dits dels peus gràcies a l'estimulació elèctrica contínua de la medul·la espinal. Els quatre joves tenien una lesió parcial de la medul·la espinal, la típica dels accidents de trànsit. Gràcies a l'electricitat, la medul·la espinal va reactivar els circuits neuronals residuals que la connectaven amb el cervell i els nois van poder tornar a moure alguns dels músculs voluntàriament.

Els investigadors creuen que podrien millorar la rehabilitació de les persones amb lesions medul·lars

Però el nou estudi fet a Suïssa “va més enllà”, en paraules del neuroenginyer espanyol. Gràcies a una xarxa de càmeres i a un sofisticat algorisme matemàtic que monitoriza els moviments de les rates, el sistema s'automodula i optimitza els impulsos elèctrics que reben els rosegadors, perquè els seus passos i salts siguin perfectes. “No només es reactiva la medul·la espinal, sinó que es pot modular en temps real”, assenyala Martín. En augmentar la freqüència dels impulsos elèctrics, les potes s'eleven més. El sistema aprofita aquesta característica per adaptar en temps real la marxa de les rates als obstacles que troben pel camí, sense que calgui cap intervenció humana. “Les rates han caminat sense errors durant 25 minuts per una cinta de córrer sense que toquéssim res”, rebla el científic espanyol, un enginyer de telecomunicacions de 30 anys que va estudiar a la Universitat Politècnica de Madrid, però ha investigat des del principi fora d'Espanya.

Els autors del treball, publicat avui a la revista Science Translational Medicine, creuen que aquesta estratègia podria servir en un futur per millorar els programes de rehabilitació de persones amb lesions a la medul·la espinal, i evitar així pèrdues de massa muscular i facilitar la recuperació de la locomoció. “No cal crear falses expectatives. Som on som i la resta són suposicions”, adverteix Martín.

El taló d'Aquil·les

El principal responsable del nou estudi, el neurocientífic francès Grégoire Courtine, sosté que la tècnica podria aplicar-se a una desena de persones voluntàries a partir de l'estiu del 2015, si les autoritats suïsses n'aproven els assajos clínics. Les instal·lacions per dur-los a terme ja estan a punt, en una sala de 100 metres quadrats de l'Hospital Universitari de Lausana. El pla forma part del projecte europeu NEUWalk, finançat amb nou milions d'euros de la UE.

Els científics investiguen un dispositiu extern que connecti el cervell i les cames 

El taló de Aquil·les de la investigació, segons admet Courtine, és que el motiu d'aquest èxit en les rates és en part la injecció d'un còctel de fàrmacs que facilita l'acció de l'estimulació elèctrica a les potes paralitzades dels rosegadors. “Els components farmacològics encara no estan a punt per traslladar-los als humans”, reconeix el neurocientífic, que el 2013 va fer una xerrada al congrés anual de l'organització TED a Edimburg (Regne Unit), titulada “La rata paralitzada que va caminar”. La conferència resumia les seves investigacions anteriors, en les quals els rosegadors ja feien passos, però sense la perfecció aportada per la nova tècnica d'automodulació.

L'equip de Courtine també treballa ara en una cosa que avui encara és ciència ficció. “Estem implantant sondes a l'escorça motora del cervell [de rates] per descodificar les seves intencions de moviment i utilitzar aquesta activitat per regular l'estimulació de la medul·la espinal”, explica. El sistema, en fase molt experimental, permetria que un dispositiu extern connectés el cervell i les potes fins i tot amb una medul·la espinal partida.

El pioner de la tècnica, Reggie Edgerton, de la Universitat de Califòrnia a Los Angeles, aplaudeix el potencial terapèutic del nou treball, en el qual no ha participat. “Aquesta estratègia pot permetre que una persona dugui a terme una tasca, com caminar, d'una manera més automàtica, reduint la càrrega d'haver de controlar de manera conscient aquestes propietats d'estimulació”, opina.

Al seu parer, l'inici d'assajos clínics en humans el 2015 seria prometedor, però demana precaució: “Ha de quedar clar que estem fent els primers passos per entendre com aprofitar la funció residual de la medul·la espinal que persisteix en moltes persones amb lesions greus”.

MÉS INFORMACIÓ