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NEUROCIENCIA

Levántate y anda, rata

Científicos europeos toman el control en tiempo real de las patas de ratas parapléjicas

Consiguen que caminen más de 25 minutos sorteando obstáculos sin ningún fallo

 EPFL

El vídeo es asombroso. Una rata parapléjica, con la médula espinal completamente partida en dos, camina con pasmosa fluidez por una cinta de correr e incluso salta obstáculos. Erguida sobre sus patas traseras gracias a un arnés que funciona como una madre que ayuda a caminar a su niño, es capaz de dar más de 1.000 pasos durante 25 minutos, sin fallos, pese a tener cortada la médula, el cable que conecta el cerebro con las patas. La contraseña para ver el vídeo antes de su publicación oficial era ilustrativa: “Usain Bolt”, como el corredor más rápido del mundo.

Los movimientos del roedor, sin embargo, no son voluntarios. Las cinco ratas protagonistas del experimento son como marionetas movidas por hilos invisibles: dos electrodos flexibles que transmiten impulsos eléctricos sobre su médula espinal. Detrás de esos hilos invisibles se encuentra el neuroingeniero español Eduardo Martín Moraud y su equipo de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza).

“Hemos colocado electrodos en los circuitos neuronales de la médula, debajo de la lesión, y reemplazamos las señales eléctricas que deberían llegar del cerebro”, explica por teléfono. La técnica, conocida como estimulación eléctrica epidural, no es nueva. En 2009, el neurocientífico estadounidense Reggie Edgerton demostró que ratas parapléjicas podían dar pasos más o menos coordinados tras recibir impulsos eléctricos en una médula espinal lesionada.

Reactivar la médula espinal

Este mismo 2014, también gracias al equipo de Edgerton, cuatro hombres parapléjicos desde hacía años consiguieron mover voluntariamente sus caderas, tobillos y dedos de los pies gracias a la estimulación eléctrica continua en su médula espinal. Los cuatro jóvenes sufrían una lesión parcial de la médula espinal, la típica en los accidentes de tráfico. Gracias a la electricidad, la médula espinal reactivó los circuitos neuronales residuales que la conectaban con el cerebro y los chicos pudieron volver a mover algunos de sus músculos voluntariamente.

Los investigadores creen que podrían mejorar la rehabilitación de las personas con lesiones medulares

Pero el nuevo estudio en Suiza “va más allá”, en palabras del neuroingeniero español. Gracias a una red de cámaras y a un sofisticado algoritmo matemático que monitoriza los movimientos de las ratas, el sistema se automodula y optimiza los impulsos eléctricos que reciben los roedores, para que sus pasos y saltos sean perfectos. “No sólo se reactiva la médula espinal, sino que se puede modular en tiempo real”, señala Martín. Al aumentar la frecuencia de los impulsos eléctricos, las patas se elevan más. El sistema aprovecha esta característica para adaptar en tiempo real la marcha de las ratas a los obstáculos que encuentran en su camino, sin que sea necesaria la intervención humana. “Las ratas han caminado sin fallos durante 25 minutos por una cinta de correr sin que tocáramos nada”, remacha el científico español, un ingeniero de telecomunicaciones de 30 años que estudió en la Universidad Politécnica de Madrid pero ha investigado desde el principio fuera de España.

Los autores del trabajo, publicado hoy en la revista Science Translational Medicine, creen que esta estrategia podría servir en un futuro para mejorar los programas de rehabilitación de personas con lesiones en la médula espinal, evitando pérdidas de masa muscular y facilitando la recuperación de la locomoción. “No hay que crear falsas expectativas. Estamos donde estamos y el resto son suposiciones”, advierte Martín.

El talón de Aquiles

El principal responsable del nuevo estudio, el neurocientífico francés Grégoire Courtine, sostiene que la técnica podría aplicarse a una decena de personas voluntarias a partir del verano de 2015, si las autoridades suizas aprueban los ensayos clínicos. Las instalaciones para llevarlos a cabo ya están listas, en una sala de 100 metros cuadrados en el Hospital Universitario de Lausana. El plan forma parte del proyecto europeo NEUWalk, financiado con nueve millones de euros de la UE.

Los científicos caminan hacia un dispositivo externo que conecte el cerebro y las piernas 

El talón de Aquiles de la investigación, según admite Courtine, es que el éxito en las ratas se ha debido en parte a la inyección de un cóctel de fármacos que facilita la acción de la estimulación eléctrica en las patas paralizadas de los roedores. “Los componentes farmacológicos todavía no están listos para trasladarlos a los humanos”, reconoce el neurocientífico, que en 2013 dio una exitosa charla en el congreso anual de la organización TED en Edimburgo (Reino Unido), titulada “La rata paralizada que caminó”. La conferencia resumía sus investigaciones anteriores, en las que los roedores daban pasos, pero sin la perfección aportada por la nueva técnica de automodulación.

El equipo de Courtine también trabaja ahora en algo que hoy es ciencia ficción. “Estamos implantando sondas en la corteza motora del cerebro [de ratas] para descodificar sus intenciones de movimiento y utilizar esta actividad para regular las estimulación de la médula espinal”, explica. El sistema, en fase muy experimental, permitiría que un dispositivo externo conectara el cerebro y las patas incluso con una médula espinal partida en dos.

El pionero de la técnica, Reggie Edgerton, de la Universidad de California en Los Ángeles, aplaude el potencial terapéutico del nuevo trabajo, en el que no ha participado. “Esta estrategia puede permitir que una persona lleve a cabo una tarea, como caminar, de una manera más automática, reduciendo la carga de tener que controlar de manera consciente estas propiedades de estimulación”, opina.

A su juicio, el inicio de ensayos clínicos en humanos en 2015 sería “alentador”, pero pide cautela: “Debe quedar claro que estamos dando los primeros pasos para entender cómo aprovechar la función residual de la médula espinal que persiste en muchas personas con lesiones graves”.

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