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PLASTICIDAD NEURONAL BASES CIENTÍFICAS DE LA NEUROHABILITACIÓN ARIAS ALARDÍN DULCE MADELYN DE LA VEGA VILLANUEVA SOFÍA SOLÍ´S JARDÓN MONSERRAT DATOS DEL ARTÍCULO Plasticidad neuronal y bases científicas de la neurohabilitación REVISTA DE NEUROLOGÍA J. Castaño Aceptado: 22.02.02 Servicio de Neuropediatría. Hospital Italiano de Buenos Aires. Buenos Aires, Argentina. INTRODUCCIÓN. hubo sociedades que eliminaban a aquellos que nacían con defectos o malformados otras sociedades los recluían en asilos, como algo vergonzante, ligado probablemente al sentimiento de culpa de los padres, que lo consideraban como un castigo divino. hallazgo de fósiles humanos con marcados defectos que llegaron a la edad adulta sugiere que, incluso en épocas del hombre primitivo, se brindó ayuda y asistencia a minusválidos, que de otra forma no hubieran sobrevivido a la niñez. Shanidar I, Romito 2, Windover Boy y el Viejo de La Chape- lle-aux-Saints trisomía similar a lo que conocemos como síndrome de Down desarrollo retardado y nunca alcanzó las habilidades de sus pares su madre, inicialmente, y luego su hermana mayor la protegieron, de tal manera que pudo alimentarse bien y soportar ataques de otros congéneres. Azalea, mona rhesus que nació en el Centro de Primates de Wisconsin pudo crecer y desarrollarse gracias a la asistencia de sus pares. Sus congéneres juveniles, y en especial las hembras, acudían a ayudarlo cada vez que llamaba con gritos de sufrimiento. Es interesante que los otros miembros de la comunidad parecían comprender sus conductas anormales. Wania, macaco japonés con parálisis cerebral y afectación de la visión desventaja: solía ponerse en situaciones de riesgo, pero tanto su madre como sus pares lo protegían e impedían que sufriera accidentes. La comunidad entera pare- cía vigilar sus acciones, de tal forma que nunca se lo veía solo. 1585-B, monorhesus con ceguera congénita , pero, por otra parte, normal método de reeducación muscular - por Lovett, a principios del siglo XX Los primeros antecedentes que se encontraron en la bibliografía son aplicado a pacientes con poliomielitis, y los programas de rehabilitación del lenguaje de Goldstein, en Estados Unidos. Década de los años 40 Elizabeth Kenny Kabat desarrolló el método de masoterapia que fue efectivo para aliviar las contracturas dolorosas en los niños afectados de parálisis infantil. desarrolló el método de facilitación neuromuscular propioceptiva que lleva su nombre y que se aplica en el tratamiento de la parálisis cerebral Este método se basa en el desarrollo de técnicas de inhibición de patrones anormales de coordinación liberados por la lesión cerebral. basado en el trabajo sobre los patrones de locomoción a través de posturas facilitadoras y la presión de puntos ‘gatillo’ detallados en su mapa neuroana- tómico. El método Bobath de tratamiento neuroevolutivo data de los años 40 En los años 50 apareció el método de Vojta –médico checo radicado en Alemania desarrolló su escuela de educación conductista; apoyándose en el condicionamiento reflejo de Pavlov, elaboró técnicas de reforzamiento de automatismos secundarios a través del aprendizaje. desarrolló las bases iniciales de la enseñanza rehabilitadora la aplicaron a la recuperación de las funciones mentales superiores, como el lenguaje En Budapest, -por Petö En la posguerra, la escuela soviética completaron Luria , Tsvetkova, Bein, otros introducción de una nueva teoría sobre el funcionamiento cerebral basada en sistemas de los métodos de estimulación temprana aplicada a los niños con retraso madurativo; dejó una escuela con discípulos que difundieron sus métodos en otras latitudes. Lidia Coriat, precursora –década de los años 60 El esfuerzo dedicado a asistir al discapacitado se ha orientado, a implementar recursos que permitan reemplazar un funcionamiento dado con medios auxiliares (prótesis, aparatos electrónicos, cibernética) diseñados a tal efecto, sin atender a la posibilidad de recuperación de las funciones perdidas. Se busca adaptar al paciente a su defecto, más que a superarlo. ¿es posible modificar estructural o funcionalmente el sistema nervioso central (SNC) dañado, a través de la estimulación del paciente discapacitado? PLASTICIDAD NEURONAL Capacidad adaptativa del sistema nervioso para minimizar los efectos de las lesiones a través de modificar su propia organización estructural y funcional. DEFINICIÓN EFECTOS DE LESIONES EN ETAPAS PRECOCES DEL DESARROLLO SOBRE LA ORGANIZACIÓN CEREBRALY LA RECUPERACIÓN FUNCIONAL Experimento en monos en gestación Resección de la corteza frontal dorsolateral Permitió la continuidad del desarrollo intrauterino hasta el nacimiento a 165 días posconcepción Alteraciones en la configuración externa del cerebro, con surcos ectópicos en regiones frontal, temporal y occipital. Reordenamiento de conexiones neuronales centrales (tálamo cortical y corticoestriatal) Se sacrificaron a los 2,5 años de vida Se encontró: 1. 2. EFECTOS DE LESIONES EN ETAPAS PRECOCES DEL DESARROLLO SOBRE LA ORGANIZACIÓN CEREBRALY LA RECUPERACIÓN FUNCIONAL No reveló pérdidas neuronales en el tálamo. El hecho de que sobrevivieran después de la resección de su corteza ‘diana’ sugiere que han encontrado otra diana sináptica, ya que las neuronas que no establecen sinapsis funcionales habitualmente degeneran. Estos hallazgos son significativos, en referencia a la plasticidad neuronal y a la reorganización cortical y de sus conexiones, con implicación en la recuperación de funciones tras una lesión cerebral precoz. Seccionó nervio mediano Experimento con monos Merzenich y Kaas, en 1982 EFECTOS DE ESTÍMULOS PERIFÉRICOS EN LA ORGANIZACIÓN SOMATOTÓPICA DE LA CORTEZA CEREBRAL Meses después en la corteza sensitiva primaria (áreas 3b y 1) El territorio previamente perteneciente al mediano lo habían ocupado áreas vecinas correspondientes a la inervación dorsal de la mano Examinaron la corteza motora de estos monos y encontraron que el área cortical correspondiente a los dedos medios se expandía de forma marcada. Se entrenó en la realización de ejercicios de piano con una sola mano, durante cinco días consecutivos, al cabo de los cuales se exploró la corteza motora Entrenaron monos en una tarea consistente en presionar un disco rotatorio para obtener alimento, que sólo podían hacer con los dedos medios de la mano Se encontró un agrandamiento de esas áreas y un descenso en su umbral de activación. Estos cambios no se produjeron en un grupo control que no realizó los ejercicios mencionados Los resultados de estas experiencias son de gran significación, ya que demuestran que la ejercitación motora –que es la base de métodos de rehabilitación motora– puede modificar la organización somatotópica cerebral y favorecer la recuperación funcional. Ratas que se criaron en un ambiente poco estimulante Ratas criadas en un entorno rico en estímulos. 1. 2. El análisis de la corteza visual de estos animales mostró un mayor desarrollo de sinapsis en el segundo grupo. INFLUENCIA DEL AMBIENTE Y LA EXPERIENCIA SOBRE LA ESTRUCTURA NEURONAL CEREBRAL SE PROPUSO DISTINGUIR DOS TIPOS DE INFORMACIÓN ACUMULADA EN EL CEREBRO, INDUCIDA POR EL ENTORNO: EXPERIENCE EXPECTAN Cambios producidos por aspectos del entorno que son comunes a todos los miembros de la especie (p. ej., luz). Inicialmente hay una sobreproducción de sinapsis (blooming), seguida más tarde en el proceso evolutivo de una pérdida ( pruning). Información absorbida del entorno que puede ser única para el individuo en particular (p. ej., un aprendizaje específico o el aprendizaje de un vocabulario) Se observa el mayor número de sinápsis por neurona en las ratas sometidas a aprendizaje específico En las ratas expuestas a los estímulos habituales para la especie, el número de sinapsis por neurona es sensiblemente mayor que en las ratas deprivadas. EXPERIENCE DEPENDENT Estas experiencias constituyen un respaldoa las técnicas que se basan en la estimulación sensorial y el aprendizaje. El efecto –incremento de las sinapsis en las cortezas involucradas– es especialmente notable en los períodos ‘sensibles’ o críticos del desarrollo temprano, se demuestra también en el cerebro adulto. MECANISMOS DE RECUPERACIÓN Y LA NEURORREHABILITACIÓN se han postulado diversos mecanismos que intervienen en la recuperación, sea espontánea o generada por la intervención terapéutica. La recuperación de funciones abolidas o alteradas a consecuencia de una lesión puede hacerse a través de vías de reserva que no se emplean habitualmente El brote de colaterales (sprouting): axones preservados que reinervan a los que sufrieron axotomía por una lesión, este mecanismo de reinervación se conoce bien en la neurona motora periférica y en la sustancia gris central MECANISMOS DE RECUPERACIÓN Y LA NEURORREHABILITACIÓN Debe tenerse en cuenta que si este reemplazo sináptico no sigue un orden y direccionalidad adecuados, el resultado puede ser adverso (p. ej., convulsiones o espasticidad). Transferencia de nivel: Otro mecanismo de recuperación funcional, que puede ser de un nivel superior a uno inferior, o viceversa. En el caso de lesiones motoras, la transferencia puede ser de un nivel superior volitivo de movimiento a uno inferior automatizado. Así, en caso de paresia de un miembro superior por lesión cortical, se recurre a formas más consolidadas de actividad movimientos automáticos de ambos miembros, insertados en acciones combinadas (ludoterapia). MECANISMOS DE RECUPERACIÓN Y LA NEURORREHABILITACIÓN Transferencia de un nivel inferior a uno superior de movimiento es lo que puede verse en la rehabilitación de lesiones subcorticales con hemiparesia. La recuperación de movimientos de los dedos de la mano se acompaña de una activación bilateral de la corteza, que incluye regiones relacionadas con la atención selectiva y la intención Los mecanismos conscientes desempeñan un papel importante en la reorganización del movimiento. MECANISMOS DE RECUPERACIÓN Y LA NEURORREHABILITACIÓN Si se trata de una lesión focal que afecta a un área cortical, puede recuperarse la conducta (función superior) afectada con la reorganización del sistema Antes se debe realizar una evaluación neuropsicológica completa para determinar cuáles son los componentes afectados en el sistema y cuáles son los que se preservan y pueden servir de sostén para el trabajo de recuperación a través de un reentrenamiento que utilice las aferencias preservadas y emplee los analizadores indemnes MECANISMOS DE RECUPERACIÓN Y LA NEURORREHABILITACIÓN Los neurotransmisores y los fármacos agonistas pueden influir sensiblemente en la plasticidad cortical y en los procesos de aprendizaje necesarios para la recuperación En el ámbito de la farmacología se conocen los beneficios que la toxina botulínica y la bomba de baclofén han brindado a los pacientes espásticos, al aliviar sus contracturas PERSPECTIVAS c) La asociación de a) y b) permite reemplazar sistemas neurales enteros. d) Transferencia de genes a células in vivo, lo que permite transformar genéticamente neuronas en el cerebro del paciente. a) Neuronas embrionarias pueden trasplantarse al SNC. Esto ya ha demostrado su viabilidad en pacientes adultos con enfermedad de Parkinson, a los que se les implantaron neuronas dopaminérgicas en la sustancia negra. b) Implantación de puentes de nervio periférico, para conectar centros distantes entre sí y favorecer el crecimiento axonal. CONCLUSIONES A través de la ejercitación y la estimulación sensoriales es posible modificar funcional y estructuralmente el cerebro, cambiar su organización, incrementar las conexiones sinápticas e influir en la orientación dendrítica La intervención terapéutica y la enseñanza rehabilitadora seguirán vigentes para la recuperación funcional de estos pacientes. GRACIAS
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