Una interfaz cerebro-columna que alivia los déficits de marcha después de una lesión de la médula espinal en primates

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• Ingeniería biomédica
• Ciencias de la rehabilitación

Sus antecedentes:

• La lesión de la médula espinal interrumpe la comunicación cerebro-músculo, perjudicando la función motora.
• Las interfaces cerebro-computadora (BCI) han restaurado la función de la mano al vincular la actividad cortical con la estimulación muscular.
• La extensión de BCIs para restaurar la función de la pierna para caminar enfrenta desafíos en la replicación de patrones complejos de activación muscular.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y probar una interfaz cerebro-columna vertebral para restaurar el control motor de las piernas después de una lesión de la médula espinal.
• Investigar la eficacia de la interacción directa de la actividad de la corteza motora de las piernas con la estimulación epidural de la médula espinal.
• Establecer un sistema inalámbrico en tiempo real para controlar los movimientos locomotores en primates no humanos.

Principales métodos:

• Implantaron monos rhesus con microelectrodos intracorticales en la corteza motora de las piernas y un sistema de estimulación epidural de la médula espinal.
• Desarrolló sistemas de control inalámbricos para la decodificación neuronal en tiempo real de los estados motores (flexión/extensión) y los vinculó a protocolos de estimulación.
• Creó una lesión unilateral del tracto corticoespinal para simular una lesión de la médula espinal.

Principales resultados:

• La interfaz cerebro-columna restauró con éxito la locomoción de soporte de peso en la pierna paralizada en una cinta de correr y en el suelo.
• La locomoción fue restaurada tan pronto como seis días después de la lesión, sin necesidad de entrenamiento previo.
• El sistema permitió el movimiento libre y sin ataduras en los primates no humanos.

Conclusiones:

• Una interfaz cerebro-columna vertebral puede aliviar efectivamente los déficits de marcha causados por lesiones de la médula espinal en primates no humanos.
• La tecnología desarrollada demuestra una vía de traslación práctica para estudios clínicos en humanos.
• Este enfoque ofrece una estrategia prometedora para restaurar la función de caminar en personas con parálisis.