La estimulación del nervio vago mejora la plasticidad cerebral

El nuevo tratamiento puede ayudar a restablecer la función de las víctimas de accidentes cerebrovasculares.

Nervio vago ilustrado en amarillo.

Fuente: Sebastian Kaulitzki / Shutterstock

La estimulación del nervio vago (ENV) mejora la neuroplasticidad dirigida, ayudando al cerebro a desarrollar conexiones neuronales más fuertes después de un accidente cerebrovascular, según una investigación pionera de la Universidad de Texas en Dallas. Usando un modelo animal, los investigadores han demostrado por primera vez que el emparejamiento de ENV con una tarea de terapia física acelera la recuperación de las habilidades motoras.

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Los investigadores publicaron sus hallazgos, “La estimulación del nervio vago mejora la plasticidad estable y la generalización de la recuperación del accidente cerebrovascular”, en la revista Stroke . Una prueba clínica en humanos del mismo tratamiento, “Estudio pivotal de VNS durante la rehabilitación después del accidente cerebrovascular (VNS-REHAB)”, actualmente se está llevando a cabo en 18 sitios de investigación en los EE. UU. Y en el Reino Unido. El objetivo del estudio es medir la eficacia de la estimulación del nervio vago pareado para ayudar a los pacientes con accidente cerebrovascular a recuperar las habilidades motoras más rápidamente.

¿Qué es la estimulación del nervio vago?

Fuente: Alila Medical Media / Shutterstock

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La estimulación del nervio vago se realiza a través de un dispositivo pequeño implantado quirúrgicamente que utiliza impulsos eléctricos de diferentes intensidades y anchos de pulso para activar el nervio vago. La estimulación eléctrica del nervio vago mediante ENV es un tratamiento aprobado por la FDA para la epilepsia farmacorresistente y la depresión resistente al tratamiento. Un reciente estudio humano de prueba de concepto también encontró que la ENV es un tratamiento viable para las enfermedades inflamatorias de las articulaciones, como la artritis reumatoide.

La pérdida repentina del flujo sanguíneo después de un accidente cerebrovascular hace que las neuronas en cualquier región cerebral afectada por accidente cerebrovascular mueran, lo que interrumpe las conexiones a otras células nerviosas. La pérdida de habilidades motoras en un brazo o una pierna después de un accidente cerebrovascular es causada por una pérdida de conectividad entre las células nerviosas de la extremidad con las correspondientes regiones motoras del cerebro.

Utilizando un modelo animal, los investigadores de UT Dallas descubrieron que breves estallidos de VNS fortalecen las vías de comunicación mediante la construcción de conexiones celulares más fuertes en el cerebro después de un accidente cerebrovascular. De hecho, sus resultados muestran que el acoplamiento de VNS con terapias de movimiento específicas aumenta drásticamente el beneficio del entrenamiento de rehabilitación después de un accidente cerebrovascular. Y, en estudios en animales, estas mejoras duraron meses después de la finalización de la terapia dirigida VNS.

Como explican los autores de este estudio, dirigido por Eric C. Meyers: “Este estudio proporciona la primera evidencia de que el ENV emparejado con el entrenamiento de rehabilitación después del accidente cerebrovascular (1) duplica la recuperación de larga duración en una tarea compleja que implica la supinación de la extremidad anterior, (2) duplica la recuperación en una tarea de motor simple que no se emparejó con VNS, y (3) mejora la plasticidad estructural en las redes motoras “.

Michael Kilgard, director asociado del Texas Biomedical Device Center y profesor de neurociencia en la Facultad de Ciencias de la Conducta y del Cerebro en UT Dallas, fue uno de los autores principales de esta investigación. Kilgard es el investigador principal en el Laboratorio de Plasticidad Cortical UTD. Su equipo también incluye a Seth Hays, un investigador postdoctoral en la Facultad de Ciencias de la Conducta y del Cerebro en UT Dallas, que se especializa en la terapia de plasticidad dirigida para aliviar la disfunción motora.

“Nuestro experimento fue diseñado para hacer esta nueva pregunta: después de un accidente cerebrovascular, ¿tiene que rehabilitar todas las acciones?”, Dijo Kilgard en un comunicado. “Si VNS te ayuda, ¿solo está ayudando con el movimiento o función exacta que combinaste con la estimulación? Lo que descubrimos fue que también mejora las habilidades motoras similares, y que esos resultados se mantuvieron meses después de la finalización de la terapia emparejada con VNS “.

Los investigadores de UT Dallas son optimistas de que su última investigación sobre la estimulación del nervio vago sea un paso fundamental hacia la creación de pautas para el uso estandarizado de ENV durante la terapia post-apoplejía en humanos. “Durante mucho tiempo hemos planteado la hipótesis de que VNS está haciendo nuevas conexiones en el cerebro, pero nada se sabía con seguridad”, dijo Hays en un comunicado. “Esta es la primera evidencia de que estamos impulsando cambios en el cerebro de los animales después de una lesión cerebral”. Es un gran avance para comprender cómo funciona la terapia; esta reorganización que, según predijimos, sería la base de los beneficios de la ENV “.

Otro estudio reciente de UT Dallas descubrió que la estimulación del nervio vago de intensidad moderada optimizaba los efectos de mejora de la neuroplasticidad y mejora de la memoria de la ENV más eficazmente que la estimulación de baja o alta intensidad. Notablemente, los investigadores señalaron que el ancho de pulso y la intensidad de corriente óptimos estaban marcados por un patrón de “U invertida” en el que demasiado o muy poco VNS era menos efectivo que un punto dulce de intensidad moderada de Goldilocks que era el correcto. Estos hallazgos de 2017 se publicaron en la revista Brain Stimulation .

La estimulación nerviosa del nervio vago ofrece una nueva esperanza para la rehabilitación del accidente cerebrovascular

En 2017, los creadores de un dispositivo de estimulación del nervio vago lanzaron un ensayo clínico aleatorizado, doble ciego de rehabilitación VNS para pacientes después de un accidente cerebrovascular. Este estudio, actualmente en curso, incluirá hasta 120 sujetos en 18 ubicaciones clínicas en los EE. UU. Y en el Reino Unido. La fecha de conclusión estimada de la investigación preliminar para este ensayo clínico es el 30 de junio de 2019.

La Ohio State University es una de las instituciones que participan en el ensayo clínico VNS emparejado. Marcie Bockbrader del Wexner Medical Center en OSU es su principal investigador para el ensayo.

En un reciente comunicado de prensa, Bockbrader dijo: “Esta estimulación nerviosa es como encender un interruptor, haciendo que el cerebro del paciente sea más receptivo a la terapia. El objetivo es ver si podemos mejorar la recuperación motora en personas que tienen, en efecto, un marcapasos cerebral implantado en su cuerpo. La idea es combinar este ritmo cerebral con la rehabilitación normal, y ver si los pacientes que han pasado por todas sus otras terapias habituales después de un accidente cerebrovascular pueden mejorar aún más “.

A continuación se muestra un video de YouTube de Marcie Bockbrader y sus colegas en su laboratorio de terapia VNS emparejado junto con un paciente que describe su proceso de rehabilitación de accidente cerebrovascular:

Para este ensayo clínico, cada participante del estudio recibe tres sesiones de una hora de fisioterapia intensiva por semana durante un total de seis semanas. El objetivo es mejorar la función del brazo motor específico de la tarea. La mitad del grupo que participó en este ensayo clínico tenía un dispositivo de estimulación del nervio vago implantado quirúrgicamente; la otra mitad servirá como un grupo de control.

Durante cada sesión de terapia de rehabilitación, cada vez que un paciente realiza correctamente una habilidad motora particular, el terapeuta presiona un botón para activar un ancho de pulso óptimo y la intensidad actual de la estimulación del nervio vago. La hipótesis es que si los movimientos precisos y precisos se refuerzan positivamente mediante un breve estallido de ENV durante un proceso de aprendizaje de prueba y error, estas acciones se vuelven “cableadas” en el cerebro más rápidamente.

“Estamos tratando de ver si este neuroestimulador podría usarse para impulsar la terapia efectiva, creando una especie de ‘terapia supercargada’. Queremos determinar si los pacientes pueden recuperarse más rápidamente mediante el uso de esta estimulación “, concluyó Bockbrader.

Referencias

Eric C. Meyers, Bleyda R. Solorzano, Justin James, Patrick D. Ganzer, Elaine S. Lai, Robert L. Rennaker, Michael P. Kilgard, Seth A. Hays. “La estimulación del nervio vago mejora la plasticidad estable y la generalización de la recuperación del accidente cerebrovascular “. Accidente cerebrovascular (publicado por primera vez en línea el 25 de enero de 2018) DOI: 10.1161 / STROKEAHA.117.019202

Kristofer W. Loerwald, Michael S. Borland, Robert L. Rennaker II, Seth A. Hays, Michael P. Kilgard. “La interacción del ancho del pulso y la intensidad actual en la extensión de la plasticidad cortical provocada por la estimulación del nervio vago”. Estimulación cerebral (Primera publicación en línea: 15 de noviembre de 2017) DOI: 10.1016 / j.brs.2017.11.007