eduardo cesar
Rehabilitación: electrodos accionan los músculos de las piernas y sensores en la estera miden el esfuerzo de movimientoeduardo cesarEn los últimos años, la medicina ha empezado a aportar algo de luz sobre los reacomodamientos que pueden procesarse en el cerebro de las personas que sufrieron lesiones neuronales y perdieron alguna capacidad motora o cognitiva. A veces, funciones originariamente controladas por las áreas nerviosas dañadas y muertas en razón del trauma son trasladadas casi que de manera misteriosa a regiones sanas del cerebro. Esa aún poco comprendida y rara habilidad de recomponerse y aprender a sortear una lesión puede no ser exclusiva del cerebro.
La médula espinal – que junto con el cerebro compone el sistema nervioso central – también parece exhibir en alguna medida ese mecanismo de adaptación frente a una agresión. Evidencias en ese sentido comienzan a volverse más frecuentes en el grupo de cerca de 100 paraplégicos y tetraplégicos que participan en investigaciones del bioingeniero Alberto Cliquet Junior, de la Universidad de São Paulo (USP) de São Carlos y de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), sobre el uso de estímulos eléctricos en la rehabilitación de este tipo de paciente.
Con el auxilio del llamado análisis de potencial evocado, que permite registrar si hay intercambio de impulsos nerviosos entre la médula lesionada y el cerebro, Cliquet verificó que en algunos pacientes se restableció, pese a que de manera precaria, alguna forma de conexión entre las dos puntas del sistema nervioso central. A ello se debería el hecho de que esos paraplégicos y tetraplégicos comiencen a mover y sentir sus extremidades antes paralizadas, a permanecer en pie y, eventualmente, a dar algunos pasos con el auxilio de aparatos y estímulos eléctricos aplicados sobre los músculos – una técnica similar a la utilizada en el tratamiento del actor Christopher Reeve, consagrado como Superman en el cine, que quedó tetraplégico tras una caída en una competencia de hipismo en 1995.
“La prueba muestra de manera objetiva que la mejora relatada por el paciente no es una sensación subjetiva”, dice Cliquet. “Como las neuronas muertas en la lesión no se regeneran, el estímulo nervioso, para llegar al cerebro, debe haber encontrado un camino alternativo a través de sectores sanos de la médula.”No obstante, no existe por ahora manera de saber cuál es exactamente la nueva ruta recorrida por el impulso eléctrico. “No existe análisis ni prueba capaz de mostrar esto de manera dinámica, que muestre claramente toda la trayectoria sorteada por el impulso nervioso entre la médula y el cerebro y viceversa”, afirma Cliquet, que desarrolla equipamientos y prótesis para paraplégicos y tetraplégicos en el departamento de ingeniería eléctrica de la USP de São Carlos y coordina la atención de víctimas de lesiones en la medula en la Facultad de Ciencias Médicas de la Unicamp.
El investigador no descarta la hipótesis, sustentada en trabajos internacionales, de que la médula tenga un grado de independencia con relación al cerebro mayor que la que se piensa. En estos casos, incluso cuando no logra restablecer una conexión con el cerebro, la medula por sí sola podría controlar algunos movimientos básicos del cuerpo, sobre todo los involuntarios o reflejos.
En lesiones serias en alguna región de la médula, el mayor haz de nervios que lleva y trae impulsos del cerebro hacia el resto del cuerpo, todas las partes del organismo ubicadas por debajo del área dañada se desconectan del cerebro. En otras palabras, no reciben ni mandan señales hacia ese órgano vital, perdiendo así su capacidad motriz y su sensibilidad. Cuanto más alta es la lesión en la médula (que tiene una extensión de casi medio metro, desde la base del cerebro hasta la cintura), mayor es el área paralizada del cuerpo. Los tetraplégicos generalmente no logran mover ni sentir los brazos, las piernas y el tronco, en cuanto que los paraplégicos pierden el control de las extremidades inferiores.
Cuando se efectúa el análisis de potencial evocado en estos pacientes – un procedimiento que consiste en aplicar un ligero shock en una parte de su cuerpo situada debajo de la lesión y verificar, con la ayuda de un aparato, si el estímulo nervioso atraviesa la médula y llega al cerebro -, la señal neuronal se detiene a la altura de la espina en donde está ubicada la lesión.
No obstante, algunas veces el estímulo nervioso encuentra algún camino alternativo en la médula y llega al cerebro. Uno de los pacientes en los cuales el análisis de potencial evocado mostró recientemente alguna mejora de comunicación entre las dos puntas del sistema nervioso central es la publicista Julia D’Amico de Almeida Serra, de 49 años, que desde agosto de 1999 perdió el control y la sensación táctil de la cintura hacia abajo en razón de un infarto medular (la muerte de las neuronas por falta de oxígeno). Hace dos años, Julia, habitante de los alrededores de Campinas, comenzó el trabajo de rehabilitación motora defendido por Cliquet, con el empleo de estímulos eléctricos.
Al comienzo del tratamiento, el investigador efectuó el análisis de potencial evocado en la publicista y vio que las señales nerviosas provenientes de la región inferior a la lesión medular no llegaban al cerebro, algo totalmente esperable debido a su condición de paraplégica. Recientemente, un nuevo examen verificó que existe un tenue intercambio de información entre el cerebro y la medula de la paciente. La constatación cobra mayor sentido aún frente a los avances presentados por la publicista tras haber iniciado el trabajo de rehabilitación en la Unicamp. “Comencé a mover los dedos del pie izquierdo y el cuadriceps (el músculo del muslo)”, dice Julia. “Los progresos aparecen, pero más lentamente. Como además de la electroestimulación hago otros tratamientos de rehabilitación, no sé precisar qué es lo que da más resultado”.
Estímulos eléctricos
Este tipo de retorno tardío de los movimientos y las sensaciones experimentado por Julia y otros pacientes, tras varios años pasada la lesión, aún no es explicado de manera clara por la ciencia. De acuerdo con la línea clásica que aún guía a la mayoría de los trabajos de rehabilitación de paraplégicos, los médicos estiman que las víctimas de daños en la médula pueden presentar alguna mejora como máximo 12 meses después del accidente. Agotado ese plazo, la situación del paciente, según este punto de vista más convencional, solamente se estabiliza o tiende a empeorar si éste no efectúa algún trabajo fisioterapéutico de mantenimiento en sus articulaciones. Las técnicas de rehabilitación empleadas por Cliquet en el tratamiento de lesiones medulares, a ejemplo de otras investigaciones llevadas adelante en el exterior, ponen en jaque a este postulado.
La metodología utilizada por el investigador paulista es conocida como estimulación eléctrica neuromuscular, y puede ser resumida en pocas palabras: por medio de electrodos controlados por computadora, el paciente recibe pequeñas descargas del orden de los miliamperes sobre los músculos de las extremidades paralizadas, y esos estímulos eléctricos ocasionan la contracción muscular necesaria para realizar el movimiento. Cuando surte efecto, cosa que no siempre sucede, el estímulo puede, por ejemplo, hacer que una pierna paralizada, que se encontraba doblada e inmóvil, se enderece totalmente.
Con la firmeza en las extremidades inferiores que aporta el estímulo eléctrico, el paciente puede intentar dar los primeros pasos, siempre apoyándose en andadores. La repetición de este procedimiento durante meses, o a veces años, puede restaurar el movimiento y las sensaciones en partes paralizadas del cuerpo de algunos pacientes. “Pero no sabemos exactamente por qué el tratamiento funciona mejor en algunas personas y no produce resultados en otras”.
Cliquet cuenta con otras pruebas que sugieren alguna alteración de la actividad neuronal en paraplégicos y tetraplégicos que siguen su terapia alternativa. Estudios de resonancia magnética muestran que la cantidad de áreas del cerebro activadas durante el trabajo de rehabilitación mediante estímulos nerviosos es mayor que cuando las víctimas de lesiones en la médula no son sometidas a este tipo de tratamiento. Ése es otro indicio de que el estímulo eléctrico aplicado al músculo del paciente probablemente pasa – vaya a saber cómo – por la medula lesionada y llega a regiones del cerebro normalmente no utilizadas por los pacientes. Con la mejora del cuadro motor y el retorno de algunas sensaciones táctiles, los pacientes de la Unicamp frecuentemente necesitan cada vez menos estímulos eléctricos para moverse.
La historia de Luis Carlos de Castro, que sufrió una lesión medular a la altura del pecho en un accidente automovilístico en 1997, ilustra muy bien este hecho. Cuando empezó la rehabilitación con el equipo de Cliquet, hace dos años, Luis necesitaba de la ayuda de ocho electrodos – cuatro en cada pierna- para permanecer de pie y dar algunos pasos, siempre apoyándose en los andadores. Actualmente le bastan dos electrodos en cada extremidad inferior para realizar los mismos movimientos.
“Con el trabajo que hice acá (en la Unicamp), también logré recuperar el control de mi tronco, que antes estaba paralizado”, afirma Luis. Probablemente las señales que eran suministradas por los dos electrodos suprimidos, con la repetición del trabajo de rehabilitación, volvieron a ser producidas por el cerebro, lo que volvió dispensable el auxilio del estímulo artificial.
Al alcanzar el estadio de Luis – ser capaces de permanecer en pie y dar algunos pasos con el auxilio de electrodos y aparatos de apoyo -, los pacientes de Cliquet pasan por una batería de análisis en el laboratorio de biomecánica y rehabilitación del aparato locomotor del Hospital de Clínicas de la Unicamp. Dan pasos sobre una cinta revestida de sensores, que miden la fuerza mecánica aplicada contra el suelo. Y los movimientos de sus articulaciones y protuberancias óseas – realzadas con bolitas plásticas dispuestas en 30 puntos del cuerpo – son filmados y almacenados digitalmente, bajo los más diversos ángulos, por seis cámaras infrarrojas. También se efectúa periódicamente el control del consumo de oxígeno de los pacientes durante el ejercicio, para evitar que éstos hagan un esfuerzo exagerado que pueda ocasionarles problemas cardíacos.
Dogmas contrariados
Comparados con los logros de otros mamíferos superiores, que aun habiendo sufrido graves daños en la médula reaprendieron a andar en forma casi normal, los progresos exhibidos por los seres humanos con lesiones en ese órgano no llegan a ser una total sorpresa. La médula de los gatos, por ejemplo, parece contar con un circuito neuronal tan sofisticado y versátil que los felinos con paraplegia severa son capaces de permanecer de pie e incluso dar pasos. Desde 1910, cuando el neurofisiólogo inglés (y futuro Premio Nobel de Medicina en 1932) Charles Sherrington, de la Universidad de Oxford, constató que los gatos con la medula totalmente lesionada conseguían volver a caminar si se ejercitasen bastante, la ciencia intenta entender esa habilidad.
Independientemente de haber encontrado vías de acceso alternativo para transportar señales al cerebro y traerlas de regreso, la médula de esos felinos, por si sola, tiene la capacidad de controlar algunos tipos de movimiento del cuerpo, incluso aquéllos implicados en el acto de andar. Es capaz de coordinar ciertos actos y sensaciones incluso estando totalmente desconectada del cerebro, algo que contraría uno dos dogmas de la neurología.
Ante esa constatación y de cara a una serie de estudios posteriores con animales, algunos científicos han comenzado en las últimas décadas a investigar a fondo la hipótesis de que los circuitos neuronales de la médula de personas lesionadas también pueden reorganizar sus vías de conexión nerviosa con el cerebro – o incluso trabajar de manera más o menos independiente de ese órgano. Al fin y al cabo, si los gatos lesionados vuelven a andar cuando son entrenados para ello, quizás un paraplégico también pueda, en mayor o menor medida, (re)adquirir esa capacidad. A partir de los años 80 se han multiplicado en varias partes del mundo los relatos de paraplégicos que recuperaron los movimientos y la sensación táctil después de ser sometidos a un intenso trabajo de fisioterapia, con o sin el auxilio de drogas o ligeros estímulos eléctricos.
Entre los pacientes de Cliquet en la Unicamp hubo por lo menos dos casos de paraplégicos que volvieron a caminar de manera casi normal con el auxilio de los estímulos eléctricos. “Uno de ellos volvió a andar de forma tan natural que ni se nota que alguna vez él fue paraplégico”, cuenta el investigador. Y por añadidura, otro de los beneficios experimentados por algunos pacientes sometidos a la rehabilitación con estímulos eléctricos fue la reducción de los niveles de osteoporosis, la pérdida progresiva de masa ósea. En los paraplégicos, la descalcificación ósea deriva fundamentalmente de la no utilización de las partes del cuerpo afectadas por la lesión. Con el empleo de la electroestimulación y, en algunos casos, de ondas de ultrasonido de baja intensidad, el problema, que aumenta el riesgo de fracturas, puede reducirse en esos individuos.
Apoyo artificial
Buena parte de los equipamientos empleados en los paraplégicos y tetraplégicos atendidos en el Hospital de Clínicas de la Unicamp surgió de proyectos llevados adelante en el Laboratorio de Biocibernética e Ingeniería de Rehabilitación (Labciber) de la Escuela de Ingeniería de la USP de São Carlos, del cual Alberto Cliquet Junior también es jefe. El más reciente producto desarrollado por los bioingenieros son prototipos de bastones y muletas instrumentalizadas, aparatos dotados de sensores capaces de medir la fuerza aplicada por las manos de los paraplégicos sobre ese tipo de apoyo.
Las informaciones recabadas por los equipamientos son enviadas a una computadora, en donde se almacenan y se procesan. El bastón y la muleta pueden ser útiles para que médicos y fisioterapeutas evalúen la condición clínica de sus pacientes. “La fuerza que un individuo aplica sobre el bastón o la muleta para sostenerse en equilibrio es directamente proporcional al grado de su lesión”, explica Cliquet.
En el marco de una iniciativa más ambiciosa, los investigadores de la USP trabajan en la creación de una prótesis para miembros superiores, apodada “Mão de São Carlos” (Mano de San Carlos). El primer prototipo de dicha articulación artificial, que tendrá la apariencia externa de una mano humana y estaría lista en un año y medio, será capaz de realizar algunas tareas básicas. “La prótesis deberá abrir y cerrar la mano por lo menos de tres maneras distintas”, afirma Fransérgio Leite da Cunha, uno de los ingenieros que participan del desarrollo de la Mão de São Carlos. De los dedos de la mano artificial, tan solo tres serán capaces de realizar movimientos (el pulgar, el índice y el mayor). Los otros dos permanecerán inmóviles, solamente con funciones estéticas.
La prótesis de la mano contará con sensores de fuerza, temperatura y deslizamiento. “Eso le permitirá al usuario del miembro artificial dosificar la fuerza empleada para sujetar objetos, reconocer el calor o el frío proveniente de los artefactos y también percibir cuando algo resbala de sus dedos”, dice Cunha. Si las investigaciones en el Labciber alcanzan sus objetivos, la Mão de São Carlos podrá ser controlada por cualquier parte sana del deficiente, como su voz o los músculos preservados de su cuerpo.
Recientemente, el equipo de Cliquet comenzó a investigar la posibilidad de transformar uno de los dedos de la mano artificial (el índice, posiblemente) en un artefacto útil para cirugías realizadas a distancia. La idea de los investigadores es hacer del dedo una especie de bisturí electrónico, que podrá ser controlado vía Internet desde cualquier parte del planeta. “La Nasa (la agencia espacial estadounidense) está investigando esa tecnología, y nosotros junto con la Universidad de Dundee, Escocia, vamos a entrar a paso firme en esa área”, asegura Cliquet.
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