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martes, 19 de julio de 2011

Ratas neuroprótesis y robots: laboratorio de neurorehabilitación experimental..

Imagen artística para ilustrar la entrada. No relacionada con los experimentos que se mencionan. 



Investigación en neurorehabilitación utilizando estudio biomecánico d ela marcha de una rata sobre tapiz rodante y robot para suspensión.


 Una de las charlas que más me ha impresionado de la REHA-WEEK, un congreso internacional de una semana de duración en Zurich (del que ya hablé en esta entrada), ha sido la del Prof. Grégoire Courtine, del Laboratorio de Neurorehabilitación Experimental de la facultad de medicina, Universidad de Zurich.  Se tituló:
Robotic and neuroprosthetic systems for neurorehabilitation after spinal cord injury
 
Este vídeo resume un poco parte de su trabajo:




Este investigador utiliza ratas con lesión medular o ictus (provocado experimentalmente) a las que entrena utilizando un robot y a las que aplica terapias tan increíbles como diminutas bombas de infusión de neurotrasnmisoroes y fármacos o electroestimulación directamente a nivel medular, para evaluar los resulados hace un análisis biomecánico de la marcha de la rata. Su exposición fué fabulosa, brillante, sencilla para la complejidad del tema, fácil de seguir, con asombrosos vídeos de sus señoritas las ratas. Sus resultados son asombrosos. Realmente hace creer que en el futuro implantes neurorobóticos con electroestimulación y liberación de fármacos a nivel medular podrían hacer recuperar el control motor de las extremidades inferiores a pacientes humanos con lesioón medular. De momento solo lo podremos ver en ratas, y soñar con ese futuro posible lleno de esperanza. Desde luego los cuadrúpedos son distintos de los humanos, y las ratas son especialmente resitentes y fuertes. Sin embargo las líneas de investigación de Grégoire y otros como él son ahora mismo la mayor oportunidad de futuro. Lo más parecido a una esperanza mínimamente realista para numeroas personas con discapacidad.







Su trabajo se desarrolla en el
 
Experimental Neurorehabilitation Laboratory, Faculty of Medicine, University of Zurich, Switzerland



 Arriba esquema de uno de los robots uttilizados para entrenar o rehabilitar a las ratas.






 Microelectrodos para estimulación medular al lado de un penique.



Las líneas de su laboratorio son: 
Sistemas neuroprotésicos
Interfaces robóticas
Cócteles farmacológicos
Terapias neuroregenerativas
Intervenciones de neurorehabilitación con robots, electroestimulación funcional y otras.  
Podemos llamarlas Brain-Spinal Interfaces (BSI) .



Grégoire Courtine
 
Experimental Neurorehabilitation Laboratory, Faculty of Medicine, University of Zurich, Switzerland
Grégorie es matemático y físico con un doctorado en medicina experimental  por la Universidad de Padova. Tras una beca postdoctoral en  el Brain Research Institute de la Universidad de California comenzó su propio laboratorio en Zurich. Allí ha seguido líneas de investigación intereantísimas con publicaciones en revistas tan importantes como Nature Neuroscience y Nature Medicine y premios muy prestigiosos como el de la International Foundation of Research in Paraplejia.

Algunas diapositivas de su charla en Reha-Week.






Vídeos de algunos de los momentos más interesantes:

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Puedes ver alguno más aquí.




Actualmente el profesor Courtine trabaja en el  NEUWalk Project Un proyecto eurpeo con nueve millones de euros de presupuesto financiado por el EU Seventh Framework Programme.

Tendrá una duración de 4 años y tratará de trasladar esta investigación a primates (no humanos) con lesión medular y parkinson y posteriormente a humanos.   Para ellos desarrollarán sistemas implantables de microtecnología y microelectronica controlados por wifi. (Diminutos aparatos electrónicos implantados en médula para electroestimulación y liberación de neurotransmisores y moduladores de los neurotransmisores a nivel medular).




 En inglés y en prensa más información sobre Grégorie Courtine y sus primeras aplicaciones en  humanos en prensa y en inglés.

Bibliografía científica para profesionales:


Musienko P, van den Brand R, Märzendorfer O, Roy RR, Gerasimenko Y, Edgerton VR, Courtine G (2011). Controlling specific locomotor behaviors through multidimensional monoaminergic modulation of spinal circuitries. J Neurosci 2011 Jun 22;31(25):9264-78

*Rosennzweig ES, *Courtine G, Jindrich DL, Brock JH, Ferguson AR, Strand SC, Nout YS, Roy RR, Miller DM, Beattie MS, Havton LA, Bresnahan JC, Edgerton VR, Tuszynski MH (2010). Extensive spontaneous plasticity of corticospinal projections after primate spinal cord injury. Nat Neuro 2010 Dec. 13 (12):1505-10.

Musienko P, van den Brand R, Maerzendorfer O, Larmagnac A, Courtine G (2009). Combinatory electrical and pharmacological neuroprosthetic interfaces to regain motor function after spinal cord injury. IEEE Biomedical Engineering 11:2707-2711. 

Courtine G, Gerasimenko YP, van den Brand R, Yew A, Musienko P, Zhong H, Song B, Ao Y, Ichyama R, Lavrov I, Roy RR, Sofroniew MV, Edgerton VR (2009). Transformation of nonfunctional spinal circuits into functional and adaptive states after complete loss of supraspinal input. Nat Neuro 12(10):1333-1442.

Courtine G, Song B, Roy RR, Zhong H, Edgerton VR, Sofroniew MS (2008). Recovery of supraspinal control of stepping mediated by indirect propriospinal relay connections after severe spinal cord injury.
Nat Med 14: 69-74.

Courtine G, Bunge MB, Fawcett JW, Grossman RG, Kaas JH, Lemon R, Maier I, Martin J, Nudo RJ, Ramon-Cueto A, Rouiller EM, Schnell L, Wannier T, Schwab ME, Edgerton VR (2007). Can experiments in nonhuman primates expedite the translation of treatments for spinal cord injury in humans?
Nat Med 13:561-566.

Courtine G, Roy RR, Raven J, Hodgson J, McKay H, Yang H, Zhong H, Tuszynski MH, Edgerton VR (2005). Performance of locomotion and foot grasping following a unilateral thoracic corticospinal tract lesion in monkeys (Macaca mulatta).
Brain 128:2338-2358. 


Puedes encontrar enlaces a estos artículos aquí.

Otros trabajos relacionados del Neuroprosthesis Control Group.



Autor: Samuel Franco Domínguez
http://rehabilitacionblog.com