Las tecnologías implantables han mejorado significativamente nuestra capacidad para estudiar e incluso modular la actividad de las neuronas en el cerebro, pero las neuronas de la médula espinal son difíciles de estudiar en la práctica.
“Si entendemos cómo las neuronas de la médula espinal controlan la sensación y el movimiento, podemos entender cómo se controla la médula espinal”, dijo el científico investigador Yu Wu, que forma parte de un equipo de neuroingenieros de la Universidad Rice que puede desarrollar mejores tratamientos para las enfermedades. y lesiones.” resuelve este problema.
“Desarrollamos un pequeño sensor, el Spinal Net, que registra la actividad eléctrica de las neuronas de la médula espinal mientras el sujeto realiza una actividad normal sin interrupción”, dijo Wu, quien describe el sensor como autor principal de un estudio publicado en. Informes de ventas. “Poder acceder a este tipo de conocimiento es el primer paso, pero fundamental, en el desarrollo de tratamientos para millones de personas con enfermedades de la médula espinal”.
Según el estudio, el sensor se utilizó para registrar la actividad neuronal en la médula espinal de ratones que se movían libremente durante largos períodos de tiempo y con gran resolución, incluso se utilizó el seguimiento de una sola neurona durante varios días.
“Hasta ahora, la columna ha sido más o menos una caja negra”, dijo Lin Luan, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática y autor correspondiente del estudio. “El problema es que la médula espinal se mueve mucho durante la actividad normal. Cada vez que giras la cabeza o te inclinas, las neuronas de la médula espinal también se mueven”.
Durante tales movimientos, los sensores rígidos implantados en la columna inevitablemente perturban o dañan los delicados tejidos. SpinalNET, sin embargo, es cien veces más pequeño que el ancho de un cabello, lo que lo hace extremadamente suave y flexible, casi tan suave como el propio tejido nervioso.
“Esta flexibilidad le da la estabilidad y biocompatibilidad que nos permite proteger las neuronas espinales durante el movimiento de la columna”, dijo Chong Xie, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática y bioingeniería y autor correspondiente del estudio, que debe ser registrado adecuadamente. “Con SpinalNet pudimos obtener señales de bajo ruido de cientos de neuronas”.
La médula espinal desempeña un papel importante en el control del movimiento y otras funciones importantes, y la capacidad de registrar las neuronas espinales durante el movimiento no regulado con una resolución espacial y temporal detallada ofrece una ventana a estos mecanismos que lo hacen posible. Usando SpinalNet, los investigadores pudieron determinar qué neuronas espinales en el generador de patrones central (el circuito neuronal que puede generar patrones motores rítmicos como caminar en ausencia de información de sincronización específica) parecen hacer mucho más que ritmo. movimiento
“Algunas de ellas están fuertemente asociadas con los movimientos de las piernas, pero, sorprendentemente, muchas neuronas no tienen una asociación clara con el movimiento”, dijo Wu. “Esto indica que el circuito que controla el movimiento de la médula espinal es más complejo de lo que pensábamos”.
Los investigadores dijeron que esperan que investigaciones futuras ayuden a desentrañar esta complejidad, abordando cuestiones como cómo las neuronas espinales procesan los reflejos (sobresalto, por ejemplo) en comparación con el acto de voluntad.
“Además de los conocimientos científicos, creemos que a medida que la tecnología se desarrolla, tiene un gran potencial como herramienta médica para personas con trastornos y lesiones neurológicas de la médula espinal”, afirmó Luan.
Esta investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud (R01NS102917, U01NS115588, U01NS131086, R01NS109361, R01NS123160, R01NS108034, U19NS112959), el Instituto de la Fundación Rice and Mary. El contenido de este comunicado de prensa es responsabilidad exclusiva de los autores y no representa necesariamente las opiniones oficiales de los financiadores.
