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Charla «La rata paralizada que caminó» de TEDGlobal 2013 en español.
Una lesión de la médula espinal puede cortar la comunicación entre el cerebro y su cuerpo, llevando a la parálisis. Recién salido de su laboratorio, Grégoire Courtine muestra un nuevo método, la combinación de fármacos, estimulación eléctrica y un robot, que podrían despertar de nuevo las vías neurales y ayudar al cuerpo a aprenden otra vez a moverse por sí mismo. Vea cómo funciona, como una rata paralizada llega a ser capaz de correr y guiarse por las escaleras.
- Autor/a de la charla: Grégoire Courtine
- Fecha de grabación: 2013-06-13
- Fecha de publicación: 2013-11-06
- Duración de «La rata paralizada que caminó»: 863 segundos
Traducción de «La rata paralizada que caminó» en español.
Soy neurocientífico con un historial mixto en física y medicina.
Mi laboratorio en el Instituto Federal Suizo de Tecnología se centra en la lesión de la médula espinal, que afecta a más de 50 000 personas en todo el mundo cada año, con consecuencias graves para los individuos afectados, cuya vida cabalmente se desmorona en cuestión de un puñado de segundos.
Y para mí, el Hombre de Acero, Christopher Reeve, fue el que mejor despertó la conciencia de la angustia de los lesionados de médula espinal.
Y así es cómo empecé mi propio viaje personal en este campo de investigación, trabajando con la Fundación Christopher y Dana Reeve.
Todavía recuerdo ese momento decisivo.
Fue justo al final de un día normal de trabajo con la Fundación.
Chris se dirigía a nosotros, los científicos y expertos, «Tienen que ser más pragmáticos.
Cuando salgan del laboratorio mañana, quiero que pasen por el centro de rehabilitación y vean a las personas lesionadas luchando por dar un paso, luchando por mantener su tronco.
Y cuando se vayan a su casa, piensen en lo que van a cambiar en su investigación al día siguiente para mejorar sus vidas».
Estas palabras, permanecen conmigo.
Esto fue hace más de 10 años, pero desde entonces, mi laboratorio ha seguido el enfoque pragmático a la recuperación después de la lesión de la médula espinal.
Y mi primer paso en esta dirección fue desarrollar un nuevo modelo de lesión de la médula espinal que imita más de cerca algunas de las principales características de la lesión humana al tiempo que ofrece unas condiciones experimentales bien controladas.
Y para ello, hicimos dos hemisecciones en lados opuestos del cuerpo.
Interrumpen completamente la comunicación entre el cerebro y la médula espinal, lo que conduce a la parálisis completa y permanente de las piernas.
Pero, como se observa, después de la mayoría de las lesiones en los seres humanos, hay este espacio intermedio del tejido neural intacto a través del cual la recuperación puede ocurrir.
Pero
¿cómo lograrlo?
Bueno, el enfoque clásico consiste en aplicar la intervención que promovería el crecimiento de la fibra dañada al objetivo original.
Y mientras este ciertamente sigue siendo la clave para una cura, parecía extraordinariamente complicado para mí.
Para llegar a buen término clínico rápidamente, era obvio: tenía que pensar en el problema de forma diferente.
Resultó ser que más de 100 años de investigación sobre la fisiología de la médula espinal, a partir de la premio Nobel Sherrington, han demostrado que la médula espinal, por debajo de la mayoría de las lesiones, contiene todas las redes neurales necesarias y suficientes para coordinar la locomoción, pero como se interrumpe la señal del cerebro, están en un estado no funcional, como inactivo.
Mi idea: que despertemos esta red.
En ese entonces, yo era un estudiante de postdoctorado en Los Ángeles, después de terminar mi doctorado en Francia, donde el pensamiento independiente no es necesariamente promovido.
(Risas)
Tenía miedo de hablar con mi nuevo jefe, pero decidí juntar coraje.
Llamé a la puerta de mi maravilloso tutor, Reggie Edgerton, para compartir mi nueva idea.
Él me escuchó atentamente, y respondió con una gran sonrisa.
«
¿Por qué no lo intentas?
» Y les prometo, este fue un momento tan importante en mi carrera, cuando me di cuenta de que el gran líder creía en la gente joven y en las nuevas ideas.
Y esta era la idea: voy a usar una metáfora simplista para explicar este concepto complicado.
Imaginen que el aparato locomotor es un coche.
El motor es la médula espinal.
La transmisión se interrumpe.
El motor está apagado.
¿Cómo podríamos volver a reengranar el motor?
En primer lugar, tenemos que proporcionar el combustible; en segundo lugar, presionar el acelerador; en tercer lugar, dirigir el coche.
Resulta que se conocen redes neurales provenientes del cerebro que desempeñan esta función durante la locomoción.
Mi idea: sustituir esta falta de entrada para darle a la médula espinal el tipo de intervención que el cerebro entregaría naturalmente para caminar.
Para esto, aproveché 20 años de investigaciones anteriores en neurociencias, primero para reemplazar la falta de combustible con los agentes farmacológicos que preparan a las neuronas de la médula espinal para disparar, y segundo, para imitar el pedal del acelerador con estimulación eléctrica.
Imaginen aquí un electrodo implantado en la parte posterior de la médula espinal para dar estímulos indoloros.
Tomó muchos años, pero finalmente hemos desarrollado un neuroprótesis electroquímica que transforme la red neuronal en la médula espinal de inactiva a un estado altamente funcional.
Inmediatamente, la rata paralizada puede pararse.
Tan pronto como la banda comienza a moverse, el animal presenta movimiento coordinados de las piernas, pero sin el cerebro.
Aquí lo que yo llamo «el cerebro espinal» cognitivamente procesa la información sensorial derivada del movimiento de la pierna y toma las decisiones sobre la manera de activar el músculo con el fin de pararse, caminar, correr, y aun aquí, mientras corre, instantáneamente para si la cinta deja de moverse.
Esto fue increíble.
Estaba totalmente fascinado por este locomoción sin el cerebro, pero al mismo tiempo tan frustrado.
Esta locomoción era totalmente involuntaria.
El animal prácticamente no tenía control sobre las piernas.
Claramente, faltaba el sistema de manejo.
Y luego llegó a ser obvio para mí que teníamos que movernos.
desde el paradigma de la rehabilitación clásica, caminar sobre una cinta rodante, y desarrollar condiciones que alentarían al cerebro a comenzar a controlar voluntariamente las piernas.
Con esto en mente, desarrollamos un sistema robótico totalmente nuevo para apoyar a la rata en cualquier dirección del espacio.
Imaginen, esto es genial.
Así que imagínen a la ratita de 200 gramos atada a la extremidad de este robot de 200 kilos, pero la rata no siente el robot.
El robot es transparente, al igual que cuando Uds.
sostienen a su bebé durante los primeros pasos inseguros.
Permítanme resumir: la rata recibió una lesión paralizante de la médula espinal.
La neuroprótesis electroquímica habilitó un estado altamente funcional de las redes locomotoras espinales.
El robot provee un ambiente seguro para permitir que la rata intente cualquier cosa para involucrar las piernas paralizadas.
Y para la motivación, utilizamos lo que pienso es la más poderosa droga de Suiza: fino chocolate suizo.
(Risas)
La verdad, los primeros resultados fueron muy, muy, muy decepcionantes.
Aquí está mi mejor fisioterapeuta completamente incapaz de estimular la rata para dar un solo paso, mientras que la misma rata, 5 minutos antes, caminó bellamente en la caminadora.
Estábamos tan frustrados.
Pero saben, una de las cualidades más esenciales de un científico es la perseverancia.
Insistimos.
Hemos refinado nuestro paradigma, y después de varios meses de entrenamiento, la otrora rata paralizada podía pararse, y cuando ella decidía, iniciaba la locomoción soportando el peso para correr hacia las recompensas.
Esta es la primera recuperación jamás observada de movimiento de las piernas voluntaria después de una lesión de la médula espinal experimental que llevó a una parálisis completa y permanente.
De hecho…
(Aplausos)
Gracias.
De hecho, no solo podría la rata iniciar y sostener la locomoción en el suelo, incluso podría ajustar movimiento de las piernas, por ejemplo, para resistir la gravedad para subir una escalera.
Puedo prometerles que esto fue un momento emotivo en mi laboratorio.
Nos tomó 10 años de trabajo duro alcanzar esta meta.
Pero la pregunta remanente era,
¿cómo?
Quiero decir,
¿cómo es posible?
Y aquí, lo que encontramos fue completamente inesperado.
Este novedoso paradigma de entrenamiento alentó al cerebro a crear nuevas conexiones, algunos circuitos relé que transmiten información desde el cerebro más allá de la lesión y restauran el control cortical sobre las redes del aparato locomotor debajo de la lesión.
Y aquí, pueden ver un ejemplo de ello, donde marcamos las fibras provenientes del cerebro, en rojo.
Esta neurona azul está conectada con el centro locomotor, y lo que esta constelación de contactos sinápticos significa es que el cerebro está reconectado con el centro locomotor con solo una neurona relé.
Pero la remodelación no fue restringida a la zona de la lesión.
Ocurrió a través de todo el sistema nervioso central, incluso en el tallo cerebral, donde pudimos observar hasta un 300% de aumento en la densidad de fibras provenientes del cerebro.
No pretendíamos reparar la médula espinal, sin embargo hemos sido capaces de promover una de las más extensas remodelaciones de proyecciones axonales jamás observadas en el sistema nervioso central de mamíferos adultos después de una lesión.
Y hay un mensaje muy importante oculto detrás de este descubrimiento.
Es el resultado de un equipo joven de personas muy talentosas: terapeutas físicos, neurobiólogos, neurocirujanos, ingenieros de todo tipo, que han logrado juntos lo que hubiera sido imposible por personas individuales.
Este es verdaderamente un equipo interdisciplinario.
Están trabajando tan cerca uno del otro que hay transferencia horizontal de ADN.
Estamos creando la nueva generación de médicos e ingenieros capaces de traducir los descubrimientos por todo el camino, del laboratorio al paciente.
¿Y yo?
Soy solo el maestro que orquestó esta hermosa sinfonía.
Ahora, estoy seguro de que todos se están preguntando, verdad,
¿ayudará esto a las personas con lesiones?
Yo también, todos los días.
La verdad es que todavía no sabemos lo suficiente.
Esto no es una cura para la lesión de la médula espinal, pero empiezo a creer que se podría conducir a una intervención para mejorar la recuperación y la calidad de vida de las personas.
Quiero que todos ustedes tomen un momento y sueñen conmigo.
Imaginen que una persona acaba de sufrir una lesión en la médula espinal.
Tras unas semanas de recuperación, implantaremos una bomba programable para ofrecer un cóctel farmacológico personalizado directamente a la médula espinal.
Al mismo tiempo, implantaremos una serie de electrodos, una especie de segunda piel cubriendo el área de la médula espinal que controla el movimiento de las piernas, y este conjunto está conectado a un generador de impulsos eléctricos que ofrece estímulos que se adaptan a las necesidades de la persona.
Esto define una neuroprótesis electroquímica personalizada que le permitirá la locomoción durante el entrenamiento con un sistema de apoyo recientemente diseñado.
Y mi esperanza es que después de varios meses de entrenamiento, pueda haber suficiente remodelación de conexión residual como para permitir la locomoción sin el robot, tal vez incluso sin farmacología o estimulación.
Mi esperanza es ser capaz de crear las condiciones personalizadas para potenciar la plasticidad del cerebro y la médula espinal.
Y este es un concepto radicalmente nuevo que podría aplicarse a otros trastornos neurológicos, lo que denomino «neuroprótesis personalizada», donde detectando y estimulando las interfaces neurales, que yo implanto en todo el sistema nervioso, en el cerebro, en la médula espinal, incluso en nervios periféricos, basado en las deficiencias específicas del paciente.
Pero no para reemplazar la función perdida, no…
para ayudar a que el cerebro se ayude a sí mismo.
Y espero que esto seduzca su imaginación, porque les puedo prometer que esto no es una cuestión de si esta revolución se producirá, sino cuándo.
Y recuerden, solo somos tan grandes como nuestra imaginación, tan grandes como nuestros sueños.
Gracias.
(Aplausos)
https://www.ted.com/talks/gregoire_courtine_the_paralyzed_rat_that_walked/