El cirujano es… ¡un robot!

La cirugía en cerdos. Foto cortesía Sheikh Zayed Institute

La cirugía en cerdos. Foto cortesía Sheikh Zayed Institute

¿Cómo estuvo la operación, señor Robot?

Y lo que parece un chiste está cada vez más cerca de convertirse en realidad. Científicos y cirujanos del Sheikh Zayed Institute for Pediatric Surgical Innovation at Children’s National Health System acaban de demostrar que una cirugía de tejidos blandos con un robot autónomo supervisado en un sujeto vivo, en este caso un cerdo, es posible y sobrepasa las técnicas clínicas estándares en un ambiente de hospital.

El avance fue publicado en Science Translational Medicine. Allí se reportaron los resultados de cirugías en tejido porcino inanimado y vivo mediante técnica robótica, el STAR (Smart Tisue Autonomous Robot), desarrollado en ese centro.

Esa tecnología remueve las manos del cirujano, que solo actúa como supervisor. La cirugía y las suturas son realizadas por el sistema robótico.

Los tejidos blandos son aquellos que conecta, soportan o rodean otras estructuras u órganos como tendones, ligamentos, piel, tejidos fibrosos, grasa, membranas sinoviales, músculos, nervios y vasos sanguíneos.

El resultado demuestra que hay un potencial alto para usar robots autónomos que mejoran la eficacia, consistencia, resultados y accesibilidad de estas técnicas quirúrgicas, en palabras de los investigadores

La intención de esta demostración no es remplazar los cirujanos, sino expandir la capacidad humana a través de una visión mayor, destreza e inteligencia complementaria de la máquina para mejores resultados quirúrgicos”, explicó Peter C. Kim, de ese centro médico.

Las cirugías asistidas por robots han aumentado, pero las cirugías de tejidos blandos se mantienen manuales por los cambios plásticos y de elasticidad en estos tejidos que se pueden presentar en una operación, que requiere que el cirujano realice continuos ajustes.

Otro avance para personas tetrapléjicas

Un poco de movimiento, solo un poco hace la diferencia cuando una persona está tetrapléjica.

En una cirugía única médicos restauraron parte del movimiento de mano y brazo de pacientes inmovilizados por lesiones de la médula, reportó un estudio.

Como en los cambiavías del ferrocarril, la técnica se basó en redirigir los nervios periféricos conectando los sanos a los lesionados. En resumen, la nueva red reintroduce la conversación entre el cerebro y los músculos que permiten que de nuevo los pacientes puedan desarrollar algunas tareas que les brindan más independencia, como alimentarse por sí mismos o escribir.

Los investigadores evaluaron los resultados de las cirugías de esa transferencia de nervios en 9 pacientes cuadripléjicos. Cada uno de ellos reportó mejoría en la función de la mano y el brazo.

El estudio apareció en Plastic and Reconstructive Surgery.

Para Ida Fox, cabeza del estudio, “físicamente la transferencia de nervios ofrece mejoría en la función de mano y brazo, pero psicológicamente esos pequeños pasos son grandes para la calidad de vida paciente. Uno de los pacientes me dijo que había sido capaz de coger un espagueti que cayó sobre su pecho. Antes de la cirugía no podía mover sus dedos. Eso es mucho para él”.

Un grupo de nervios forman la médula que es la torre de control del cuerpo comunicando al cerebro las actividades físicas, grandes y pequeñas. La médula cervical en el cuello se compone de 7 vértebras, de la C1 a la C7.

La meta de muchos médicos es restaurar el movimiento completo de personas cuadripléjicas, la mitad de ellas con lesiones de médula en el cuello, pero hasta que se halle una cura, el proceso de volver a ganar independencia en tareas rutinarias es importante.

Cómo ratas paralizadas volvieron a caminar

Mantener el cerebro y activo y la estimulación nerviosa parecen funcionar juntas para ayudar a ratas paralizadas a caminar de nuevo. Sí, comprometerlas en tareas específicas, como obtener una recompensa mientras se estimula la médula espinal y forzando los animales a imitar movimientos como los que se hacen al caminar, fue como científicos suizos y colegas de otros países lograron restaurar el movimiento voluntario, según un estudio publicado en Science.

El desarrollo permite una mirada sobre cómo el sistema nervioso se reorganiza para compensar las lesiones serias de la médica y señala futuras estrategias para tratar pacientes con extremidades paralizadas.

“El punto central del estudio es que si usted rehabilita correctamente, puede restaurar el control voluntario mediante nuevos circuitos nerviosos”, explicó Michael Beattie, neurocientífico del Brain and Spinal Injury Center en Universidad de California, San Francisco, citado por The Scientist, quien no participó en la investigación.

La combinación de entrenamiento y estimulación nerviosa ha sido demostrada útil apra restaurar funciones luego de una parálisis, según Reggie Edgerton, fisiólogo de la Universidad de California en Los Ángeles. Sus estudios en humanos demostraron que tal compromiso cerebral y la estimulación nerviosa actuaban sinérgicamente para permitirle al paciente obtener de nuevo cierto control en el movimiento de la pierna luego de una lesión paralizante.

Los resultados muestran que una sección afectada de la médula puede volver a actuar cuando su propia inteligencia innata y la capacidad regenerativa, que el investigador líder del estudio Grégoire Courtine del EPFL llama ‘el cerebro espinal’, son despertadas.

El estudio comenzó hace cinco años en la Universidad de Zurich y significa un cambio profundo en nuestro entendimiento del sistema nervioso central.

No se sabe sin embargo si técnicas similares funcionarían en humanos, pero el crecimiento de nervios observado sugiere nuevos métodos para tratar la parálisis.

“Tras un par de semanas de neurorrehabilitación con una combinación de un arnés robótico y estimulación electro-química, nuestras ratas no solo comenzaron voluntariamente a tratar de caminar, sino que pronto estaban corriendo, trepando escalas y evitando obstáculos”, dijo Courtine, quien dirige el International Paraplegic Foundation (IRP) Chair in Spinal Cord Repair en el EPFL.

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Qué logro: transplantan neuronas para curar el dolor

¿Un transplante contra el dolor? Sí. Eso es lo que hicieron científicos de la Universidad de California en San Francisco, que aliviaron el dolor crónico en ratones transplantándoles neuronas en su médula espinal, un avance que podría derivar en mejores tratamientos para el dolor neuropático, una condición persistente provocada por lesiones nerviosas, en las que el dolor se da espontáneamente al menor contacto. El estudio fue publicado en Neuron.

Las células transplantadas liberaron una señal química, el ácido gamma aminobutírico, que aplaca las neuronas escitables. Esta inhibición se pierde con frecuencia en enfermedades neurales como la epilepsia y el dolor crónico, conduciendo a una actividad neural incontrolable.

Varias drogas para el dolor crónico incrementan también la señal del ácido, “pero eso alivia los síntomas sin actuar sobre la causa”, explicó Allan Basbaum, quien condujo el estudio, citado en The Scientist. “En contraste, nuestro desarrollo restaura el control inhibitorio que el tejido lesionado pierde. Así, podemos esperar efectos más largos y quizás permanentes”.

“Este estudio es un hito”, dijo a The Scientist Hanns Zeilhofer, de la Universidad de Zurich, quien no participó en la investigación. “Demuestra un alivio impresionante del dolor. A largo plazo puede allanar el camino para una terapia celular para el dolor intratable de otra manera”.

Algunos grupos han reducido los problemas epilépticos en ratones al implantar neuronas fetales que liberan el ácido en sus cerebros. Basbaum quería ver si las mismas neuronas podían ser transplantadas con éxito en la espina para tratar el dolor crónico.

Joao Baz, postdoctor en el laboratorio de Basbaum, extrajo precursores inmaduros de neuronas liberadoras de ácido del cerebro de fetos de ratones y los inyectaron en adultos con lesiones de los nervios de la espina, cuyas garras eran muy sensibles al dolor. Las neuronas se inyectaron en una estructura de la espina que recibe la información sensorial de todo el cuerpo. La pérdida de las señales del ácido en esa región, se cree, es la base de ciertas condiciones dolorosas muy difíciles de tratar.

Las neuronas transplantadas sobrevivieron y dieron origen a células maduras liberadoras del ácido, que formaron conexiones con los circuitos locales de la espina. Al mes, la sensibilidad en los ratones había desaparecido.

Los transplantes no aliviaron los síntomas del dolor inflamatorio, causado por las lesiones en tejidos antes que en los nervios. Esto sugiere que en vez de proveer alivio general al dolor, las nuevas neuronas atacaron la causa del dolor neuropático: la carencia del ácido.

Un increíble avance.

Revierten parálisis en micos

Si se rompió la comunicación entre el cerebro y la mano ¿cómo restablecerla?

El sueño de toda persona paralizada, volver a mover sus miembros, podría estar un paso más cerca.

Científicos presentaron en Nature una manera de recuperar el movimiento restableciendo las conexiones rotas tras una lesión en la columna. El procedimiento resultó exitoso en simios.

Los científicos implantaron electrodos en un centro de control del movimiento en el cerebro, conectándolos con electrodos unidos a los músculos del brazo.

El avance se vale de dos logros de los últimos años: las prótesis desarrolladas para que una persona pueda controlar con la mente el cursor de un computador o manipular un brazo robótico, implantes aún en experimentación; y las prótesis que se valen del movimiento residual del hombro para estimular los músculos del brazo permitiendo asir objetos con la mano.

En el nuevo desarrollo, Lee Miller, de Northwestern University Feinberg School of Medicine en Chicago, Illinois, y colegas, implantaron redes de electrodos en la corteza motriz primaria de dos simios. Es la región cerebral que imparte órdenes de movimiento a los músculos del cuerpo, permitiéndoles registrar la actividad de cerca de 100 neuronas en ese punto.

En otra cirugía, se implantaron hasta 5 electrodos en tres músculos del brazo usados para agarrar objetos con la mano. Al grabar simultáneamente los electrodos en cerebro y músculos cuando los monos cogían objetos, se desarrollaron algoritmos computarizados de descodificación que predecían cómo las señales del cerebro se traducían en actividad eléctrica en cada uno de los tres músculos. Luego se esperaba demostrar que los algoritmos podían interpretar órdenes del cerebro en un mico paralizado y entregar el estímulo adecuado a los músculos para provocar el movimiento deseado.

Para eso, inyectaron una droga que bloquea los nervios para paralizar temporalmente una mano y el brazo de los simios. Estos no podían hacer una tarea simple ya aprendida, coger una pelota y meterla por un tubo para obtener un jugo como recompensa. Cuando se encendió la neuroprótesis, lo pudieron hacer con éxito el 80% de las veces.

Se espera que funcione en humanos. No hay impedimentos técnicos para hacer ensayos, pero recibir la aprobación y reclutar voluntarios tardará unos años, dijo Miller.

De todas maneras, la parálisis inducida en los simios no es idéntica a la que sufre una persona paralizada de verdad, que exige activar muchos músculos más. Es la duda que tendrá que ser resuelta en los ensayos.

Dibujo cortesía Nature