plasticidad en el cÓrtex sensoriomotor inducida por...

17
1 PLASTICIDAD EN EL CÓRTEX SENSORIOMOTOR INDUCIDA POR TERAPIA MUSICAL EN PACIENTES CON ACCIDENTE CEREBROVASCULAR Investigadores principales: Dr. Antoni Rodríguez Fornells Facultat de Psicologia UB Dr. Thomas F. Münte Ableitung für Neuropsychology University of Magdeburg Dr. Carles Grau Fonollosa Facultat de Medi cina UB Duración: 3 años

Upload: others

Post on 27-Oct-2019

7 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PLASTICIDAD EN EL CÓRTEX SENSORIOMOTOR INDUCIDA POR ...statics.ccma.cat/webs/tv3/marato/simposiums/marato2011/cast/Dr... · Ejercicios repetitivos de movimiento simple de dedos y

1

PLASTICIDAD EN EL CÓRTEX SENSORIOMOTOR

INDUCIDA POR TERAPIA MUSICAL EN PACIENTES CON

ACCIDENTE CEREBROVASCULAR

Investigadores principales:

Dr. Antoni Rodríguez Fornells

Facultat de Psicologia UB

Dr. Thomas F. Münte

Ableitung für Neuropsychology University of Magdeburg

Dr. Carles Grau Fonollosa

Facultat de Medicina UB

Duración: 3 años

Page 2: PLASTICIDAD EN EL CÓRTEX SENSORIOMOTOR INDUCIDA POR ...statics.ccma.cat/webs/tv3/marato/simposiums/marato2011/cast/Dr... · Ejercicios repetitivos de movimiento simple de dedos y

2

Page 3: PLASTICIDAD EN EL CÓRTEX SENSORIOMOTOR INDUCIDA POR ...statics.ccma.cat/webs/tv3/marato/simposiums/marato2011/cast/Dr... · Ejercicios repetitivos de movimiento simple de dedos y

3

1. Resumen

Hemos desarrollado un nuevo enfoque terapéutico multidisciplinar

(neurología, neuropsicología, música y neurociencia cognitiva) con el fin de

investigar la eficacia de la terapia con apoyo musical (MST) como técnica de

neurorrehabilitación. Este nuevo enfoque terapéutico, MST, se ha

desarrollado para mejorar el uso de la extremidad afectada después de un

accidente cerebrovascular. El programada de entrenamiento fue diseñado

conforme a los siguientes principios y estudios previos sobre rehabilitación

motora y plasticidad cerebral (Altenmüller et al., 2009; Schneider et al.,

2007).

• Repetición masiva. Ejercicios repetitivos de movimiento simple de

dedos y brazos.

• Ensamblaje auditivo-motor. Refuerzo de los efectos de movimiento

causados por la inmediata respuesta auditiva después de la realización de

movimientos precisos y sincrónicos.

• Moldeamiento. Adaptación de la complejidad de los movimientos

requeridos según los progresos del paciente.

• Emoción. Aumento de la motivación de los pacientes causado por el

impacto emocional de aprender música y por la adquisición de una nueva

habilidad.

• Integración audiomotora. El ensamblaje o acoplamiento movimiento-

audición permite el desarrollo de representaciones audiomotoras

multimodales de los movimientos.

La MST se compone de 20 sesiones (30 minutos cada una) administradas

durante 4 semanas en las que los pacientes practican las habilidades

motoras finas y gruesas mientras tocan los instrumentos musicales (un

piano MIDI y una batería electrónica configurada para producir sonidos de

piano). El objetivo de este proyecto era evaluar la implicación del

ensamblaje auditivo-motor en la mejora motora inducida después del

entrenamiento musical. La hipótesis de trabajo de este proyecto era que los

pacientes con déficits motores tras un accidente cerebrovascular podrían

Page 4: PLASTICIDAD EN EL CÓRTEX SENSORIOMOTOR INDUCIDA POR ...statics.ccma.cat/webs/tv3/marato/simposiums/marato2011/cast/Dr... · Ejercicios repetitivos de movimiento simple de dedos y

4

mejorar a través de la terapia con apoyo musical y que esta mejora iría

acompañada de una reorganización cerebral del córtex sensoriomotor, tal y

como se esperaría teniendo en cuenta la hipótesis de ensamblaje auditivo-

motor (Bangert et al., 2006; Schneider et al., 2007). Datos preliminares de

uno de los grupos involucrados en la subvención actual habían demostrado

efectos positivos de esta intervención en pacientes agudos (véase

Schneider, Schönle, Altenmüller i Munte, J Neurology 2007).

No obstante, los efectos y la generalización de la MST no habían estado

previamente contrastados adecuadamente con la terapia convencional o con

un grupo al que se le ha aplicado la técnica de rehabilitación basada en

investigaciones neurocientíficas, la terapia por movimiento constreñido

(Constraint-Induced Movement Therapy, CIT). Además, no existían estudios

previos en los que se hubieran utilizado técnicas de neuroimagen para

observar cambios de plasticidad en el córtex sensoriomotor.

El actual proyecto pretendía conseguir los siguientes objetivos:

Objetivo 1. Evaluación de los cambios plásticos inducidos por la MST

en el córtex sensoriomotor en pacientes con infarto cerebral. En esta

parte del proyecto se incluyeron por primera vez pacientes con

accidente cerebrovascular en fase crónica (anteriormente la eficacia

de la MST había sido solamente probada en pacientes con accidente

cerebrovascular en fase aguda, Schneider et al., 2007). Para este

objetivo, una muestra de 20 pacientes con accidente cerebrovascular

se evaluaron durante en tres ocasiones (antes de la MST, después de

la MST y al cabo de 6 meses de la MST). El reclutamiento de los

pacientes se realizó gracias a la ayuda del Hospital Universitari de

Bellvitge, Servicio de Neurología; la Clínica de la Esperanza, en

Barcelona, y la Clínica del Carme, en Badalona. Un grupo control de

participantes sanos (sin MST) fue evaluado de forma similar y en los

mismos períodos de tiempo que los pacientes para comparar los

cambios plásticos observados en los pacientes crónicos. Se les

administró una serie de pruebas neuropsicológicas, estado de ánimo,

calidad de vida y habilidades motoras. Además de investigar el

Page 5: PLASTICIDAD EN EL CÓRTEX SENSORIOMOTOR INDUCIDA POR ...statics.ccma.cat/webs/tv3/marato/simposiums/marato2011/cast/Dr... · Ejercicios repetitivos de movimiento simple de dedos y

5

complejo patrón de reorganización del sistema sensoriomotor, el

proyecto se benefició del empleo de pruebas de neuroimagen

sensibles a nivel espacial y temporal (imagen con resonancia

magnética funcional [MRI y fMRI]), potenciales evocados cerebrales

relacionados con acontecimientos discretos (Event-related Brain

Potentials, ERP) y estimulación magnética transcraneal (mapping

motor-TMS).

Objetivo 2. Investigación de los mecanismos neurofisiológicos

implicados en la neurorrehabilitación de pacientes con accidente

cerebrovascular después de la MST: hipótesis del ensamblaje

auditivo-motor. Como hipótesis de trabajo, predijimos que el fuerte

ensamblaje auditivo-motor inducido por la MST podría,

indirectamente, aumentar la plasticidad de las regiones motoras

afectadas en los pacientes. Esta parte del proyecto fue importante

para entender las bases neuronales subyacentes a la eficacia de la

MST y creemos que será muy importante en el futuro para mejorar

aún más las nuevas técnicas de rehabilitación. Este objetivo se

consiguió de dos maneras diferentes: a) se analizó la activación de

las regiones auditivo-motoras con resonancia magnética funcional

mientras se escuchaban piezas de música que previamente los

pacientes habían practicado durante la terapia (pacientes crónicos

después de la MST); b) se estableció un nuevo protocolo en el que

dos grupos de pacientes con infarto cerebral en fase aguda realizaron

dos entrenamientos: con y sin respuesta auditiva durante la MST. La

idea de este experimento fue observar los cambios positivos después

de la MST sólo con la respuesta auditiva.

Objetivo 3. Comparación de los efectos de tratamiento de la MST con

otras técnicas de rehabilitación: terapia motora convencional y

terapia por movimiento constreñido (CIT). Se realizaron dos estudios

para este objetivo: a) 32 pacientes con accidente cerebrovascular en

fase aguda fueron tratados con MST y fueron comparados con 30

pacientes con accidente cerebrovascular en fase aguda tratados con

terapias motoras estándares o convencionales, utilizando

Page 6: PLASTICIDAD EN EL CÓRTEX SENSORIOMOTOR INDUCIDA POR ...statics.ccma.cat/webs/tv3/marato/simposiums/marato2011/cast/Dr... · Ejercicios repetitivos de movimiento simple de dedos y

6

electroencefalografía (ERP) (Altenmüller et al., 2009); b) esta parte

del proyecto comparó pacientes con accidente cerebrovascular en

fase aguda con MST y pacientes con accidente cerebrovascular en

fase aguda a los cuales el CIT fue el tratamiento seleccionado. Estos

pacientes fueron reclutados de diferentes hospitales alemanes

(Universitat Klinik Magdeburg, Wandlitz Brandenburgklinik,

Gesundheitszentrum Hannover). Se utilizaron en este estudio

medidas espaciotemporales de neuroimagen (EEG, fMRI).

Objetivo 4. Objetivos metodológicos de neuroimagen. Esta parte del

proyecto se dedicó al desarrollo de métodos avanzados de análisis de

neuroimagen, especialmente aplicados en el análisis del tiempo y a

las modulaciones de tiempo-frecuencia en electroencefalografía (EEG)

observadas después de los movimientos del brazo y el dedo.

Objetivo 5. Extensión de la MST en la terapia de la marcha. Como

una extensión de la MST de las extremidades superiores, se propuso

desarrollar un programa de rehabilitación de la marcha después de un

accidente cerebrovascular. Con este fin, hemos desarrollado unos

sensores que se unen a las zapatillas de los pacientes mediante una

cinta de Velcro. Las señales de trigger son generadas por la

información de contacto o velocidad y la trasmiten a un ordenador a

través de Bluetooth. El ordenador genera tonos ascendentes y

descendentes de una escala. La ritmicidad al tocar la escala al

caminar ayuda al paciente a mejorar su marcha, que es notoriamente

asimétrica en la hemiparesis (patrón Wernicke-Mann de la marcha).

2. Resultados

Algunas partes de este proyecto no están totalmente concluidas (por

ejemplo, el reclutamiento de pacientes, análisis de neuroimagen, etc.). Por

lo que aquí sólo vamos a presentar los objetivos conseguidos en el proyecto

que ya hemos difundido en diversos fórums internacionales o revistas con

revisión de expertos (peer-reviewed). En estos momentos estamos

Page 7: PLASTICIDAD EN EL CÓRTEX SENSORIOMOTOR INDUCIDA POR ...statics.ccma.cat/webs/tv3/marato/simposiums/marato2011/cast/Dr... · Ejercicios repetitivos de movimiento simple de dedos y

7

acabando algunos de los estudios longitudinales, debido en especial a

problemas y dificultades en el reclutamiento de los pacientes conforme a los

criterios de inclusión y exclusión (afectando a los objetivos 1 y 3, grupos de

entrenamiento musical y controles).

Objetivo 1. Evaluación de los cambios plásticos inducidos por la MST en

el córtex sensoriomotor de pacientes con accidente cerebrovascular.

A.

B.

C.

D.

Figura 1. En A y B podemos ver el piano y los pads

electrónicos empleados en la MST. En la B vemos como un

paciente, con el brazo izquierdo afectado, intenta entrenar

los movimientos de este brazo con la ayuda de la terapeuta

(proceso de moldeamiento). C. Imagen funcional de

resonancia magnética (fMRI): activaciones en la tarea

motora (superpuesta con una imagen estructural T1 del

paciente) pre- y postratamiento en un paciente crónico con

una paresia derecha moderada (Escala del Medical Research

Council 4-/5) en la extremidad superior derecha después de

un accidente cerebrovascular subcortical en el territorio de la

arteria cerebral media (20 meses antes) (reportado en Rojo

Page 8: PLASTICIDAD EN EL CÓRTEX SENSORIOMOTOR INDUCIDA POR ...statics.ccma.cat/webs/tv3/marato/simposiums/marato2011/cast/Dr... · Ejercicios repetitivos de movimiento simple de dedos y

8

Como se dijo antes, esta parte

del trabajo está todavía en curso

(finalizándose las evaluaciones de

los últimos pacientes crónicos con

accidente cerebrovascular

incluidos en el programa de

tratamiento, N=20): En un

artículo reciente informamos de

los resultados preliminares de un paciente en el cual observamos una

mejora clínica después de la MST (aumento de la calidad y de la rapidez

de movimientos secuenciales en el análisis de movimientos

cuantitativos) (véase resultados en la figura 1; Rojo et al., en prensa).

En este paciente, las evaluaciones de los movimientos de la mano (fMRI)

mostraron una disminución significativa de la activación en áreas

sensitivomotoras contra ipsilaterales, y regiones premotoras después de

la terapia. Estos resultados son muy similares a los observados en otros

estudios longitudinales de resonancia magnética funcional longitudinal

dedicados a la mejora de los pacientes con accidente cerebrovascular

después del tratamiento. La reducción de la activación ipsilateral

después de la terapia, observada en este paciente, sugiere una posible

inhibición transcallosa.

Estos resultados amplían los estudios previos de nuestro grupo que han

demostrado la eficacia clínica de la MST en el proceso de rehabilitación

inmediatamente después de un accidente cerebrovascular (Schneider et

al., 2007; Altenmüller et al., 2009). En los pacientes evaluados hasta la

fecha, en el presente estudio se han observado mejoras clínicas

acompañadas de cambios neuronales demostrados tanto con técnicas

fMRI como con TMS. Aunque estos resultados son preliminares y deben

tomarse con cautela, sugieren cambios plásticos de la corteza

sensoriomotora contralateral inducida después de la MST.

Objetivo 2. Investigación de los mecanismos neurofisiológicos implicados

en la neurorrehabilitación de pacientes con accidente cerebrovascular

después de la MST: hipótesis del ensamblaje audiomotor.

et al., en prensa). Hay que tener en cuenta que la activación

de la corteza sensoriomotora del hemisferio afectado

(izquierdo) se reduce considerablemente y se expande

menos que antes de la terapia. En D, podemos ver el

potencial evocado motor en el mismo paciente de la mano

afectada después de la terapia, mostrando un aumento

significativo de la amplitud (mapeo motor utilizando

estimulación magnética transcraneal, TMS). Estos cambios

son similares a los resultados de estudios anteriores sobre la

terapia por movimiento constreñido (Rossini i Rossi, 2007).

Page 9: PLASTICIDAD EN EL CÓRTEX SENSORIOMOTOR INDUCIDA POR ...statics.ccma.cat/webs/tv3/marato/simposiums/marato2011/cast/Dr... · Ejercicios repetitivos de movimiento simple de dedos y

9

En el caso del anterior artículo comentado

(Rojo et al., en prensa) también evaluamos

la actividad inducida por la escucha pasiva de

la música antes y después de la terapia. Tal y

como esperábamos, teniendo en cuenta los

resultados anteriores (Bangert et al., 2006),

observamos un aumento de la activación de

la corteza motora después de la MST, que

claramente no se observó antes de la terapia

(ver la figura 2). Por lo tanto, este hallazgo a

pesar de ser de un paciente crónico, sugiere

la posible participación del bucle audiomotor

en la neurorrehabilitación observada en la

corteza sensoriomotora. Un análisis más

detallado será publicado después de que toda la muestra de pacientes

crónicos sean evaluados y comparados adecuadamente con el grupo

control sano, donde no se ha realizado la MST.

Finalmente, el otro estudio en el que comparamos directamente la

terapia musical con feedback auditivo y no auditivo en pacientes con

accidente cerebrovascular en fase aguda, proporcionará nuevas pistas

sobre la importancia de la respuesta auditiva en este tratamiento

particular (y si da apoyo a la hipótesis del ensamblaje audiomotor).

Objetivo 3. Comparación de los efectos del tratamiento de la MST con

otras técnicas de rehabilitación: terapia convencional motora y terapia

por movimiento constreñido (CIT).

En el primer estudio (reportado en Altenmüller et al., 2009) comparamos

la MST con un programa de rehabilitación motora convencional en

pacientes con accidente cerebrovascular en fase aguda. El grupo de

estudio estaba formado por 32 pacientes que tenían un déficit moderado

de la función motora y sin ninguna experiencia previa musical. Durante

un período de 3 semanas, estos pacientes recibieron 15 sesiones de MST

(más la terapia convencional). A modo de comparación, 30 pacientes

Figura 2. Activación fMRI en la

tarea de escucha musical antes y

después de la terapia en un único

paciente (reportado en Rojo et al.,

en prensa). Muestra la activación

bilateral de las regiones del

cerebro cuando el paciente estaba

escuchando música practicada

durante la terapia. Esta activación

no se observa antes de la terapia.

Page 10: PLASTICIDAD EN EL CÓRTEX SENSORIOMOTOR INDUCIDA POR ...statics.ccma.cat/webs/tv3/marato/simposiums/marato2011/cast/Dr... · Ejercicios repetitivos de movimiento simple de dedos y

10

más recibieron únicamente terapias

convencionales de rehabilitación motora,

terapia individual física, terapia

ocupacional individual utilizando

diferentes materiales y terapias de

grupo. En el grupo de estudio de MST se

practicaron las habilidades motoras

(finas y gruesas) utilizando un piano

MIDI y una batería electrónica

programada para emitir sonidos de

piano. Las funciones motoras fueron

evaluadas mediante una batería extensa

de pruebas (ver tabla 1). Además, se

estudiaron los patrones de EEG de

desincronización/sincronización y

coherencia en los 62 pacientes mientras

realizaban movimientos del dedo índice

(piano MIDI) y de todo el brazo

(tambores electrónicos).

Tabla 1. Resultados pre- y posterapia del rendimiento motor evaluado en el grupo MST (MG) y el grupo

de terapia convencional (GC) (Altenmüller et al., 2009). Hay que señalar que prácticamente en todas

las pruebas motoras se observaron mejoras en el grupo de música en comparación con el grupo de

terapia convencional (* o **).

Figura 3.

Disminución de energía en la banda beta

(EEG) en los movimientos de piano

(actividad EEG, ERD/ERS asociada al

movimiento). Diferencias en preterapia

(línea sólida) y posterapia (línea

punteada) entre el grupo de MST (MC) y

el grupo de terapia convencional (GC). Las

zonas grises muestran diferencias

significativas entre la pre y la posterapia.

Se pueden observar los cambios más

grandes en el grupo de la MST, tanto en

los movimientos ipsilaterales como

contralaterales).

Page 11: PLASTICIDAD EN EL CÓRTEX SENSORIOMOTOR INDUCIDA POR ...statics.ccma.cat/webs/tv3/marato/simposiums/marato2011/cast/Dr... · Ejercicios repetitivos de movimiento simple de dedos y

11

Los resultados de este estudio mostraron que la MST indujo mejoras

significativas en las habilidades motoras finas y gruesas, respecto a la

velocidad, precisión y suavidad del movimiento (ver tabla 1). Los datos

neurofisiológicos mostraron una desincronización EEG más fuerte antes de

iniciar el movimiento y una coherencia más pronunciada en el grupo MST

después del entrenamiento musical, mientras que casi no se observaron

diferencias en el grupo control. En particular, se observó un aumento

importante de coherencia en la banda beta del EEG, en el grupo de MST y

en comparación con el grupo convencional (ver figura 3). Este resultado

sugiere que la comunicación interregional o, en otras palabras, la

reorganización neuronal, fue producida en un grado más elevado en el

grupo de MST. Así, la MST produjo mejoras notables en la función motora

después de una accidente cerebrovascular y se acompañó de cambios

electrofisiológicos indicadores de una mejor conectividad cortical y una

mejora en la activación de la corteza motora (Altenmüller et al., 2009).

La segunda parte de este proyecto consistió en comparar el éxito de la MST

con un conocido enfoque terapéutico, la terapia por movimiento constreñido

(CIT) (Taub et al., 1993). En este enfoque, los movimientos de la

extremidad afectada son forzados mediante procesos de moldeamiento,

muchas veces combinados con la inmovilización de la extremidad sana

durante varias horas al día. Se ha demostrado que esta técnica permite

observar una reorganización funcional en el córtex sensoriomotor, como se

demostró en estudios de TMS y PET (Liepert et al., 2000). En esta parte del

estudio, tres grupos de pacientes fueron comparados: terapia convencional

plus MST (32 pacientes con accidente cerebrovascular agudo), sólo terapia

convencional (30 pacientes) y terapia convencional plus CIT (15 pacientes)

(ver resultados en la tabla 2).

En el grupo CIT, los pacientes recibieron sesiones de 30 minutos de

entrenamiento motor funcional según Taub et al. (1983), además de

fisioterapia convencional durante tres semanas. Se ejercitaron las

habilidades motoras de las manos con movimientos funcionales, como por

ejemplo coger y manipular objetos distintos, manejo de pinzas de la ropa, y

así sucesivamente. El grado de dificultad de las manipulaciones fue

Page 12: PLASTICIDAD EN EL CÓRTEX SENSORIOMOTOR INDUCIDA POR ...statics.ccma.cat/webs/tv3/marato/simposiums/marato2011/cast/Dr... · Ejercicios repetitivos de movimiento simple de dedos y

12

aumentando durante el entrenamiento. La principal diferencia de

entrenamiento motor funcional respecto al entrenamiento musical era la

falta de respuesta auditiva (feedback) en CIT. También debe tenerse en

cuenta que el tiempo dedicado en la intervención se equiparó con el

utilizado en la terapia musical, y por lo tanto, era más corto del que se

suele utilizar en estudios clínicos con el método de Taub CIT. La duración de

la terapia se decidió dando prioridad a las condiciones comparadas por

todos los grupos de intervención. También una terapia de 30 minutos de

duración se puede integrar en un programa de terapia multimodal en

hospitales de rehabilitación de forma con mayor facilidad que el protocolo

clásico de Taub.

En este estudio de la MST se observaron mejoras significativas en las

habilidades motoras finas y gruesas respecto a la velocidad, precisión y

suavidad del movimiento. Estas mejoras fueron más grandes que después

de la CIT o la terapia convencional. En conclusión, con igualdad de

condiciones en el tratamiento, la MST produce mejoras más pronunciadas

en las funciones motoras que la CIT después de un accidente

cerebrovascular.

Tabla 2. Resultados en el rendimiento motor pre- y posterapia evaluados en el grupo de la MST (MG), el

grupo de tratamiento convencional (GC) y el de terapia por movimiento constreñido (TG) (Schneider et

al., 2010). Hay que señalar que prácticamente en todas las pruebas motoras se observó un aumento en

el grupo musical (MST) en comparación con los otros grupos, aunque también se observaron mejoras

notables en la terapia de movimiento constreñido.

Page 13: PLASTICIDAD EN EL CÓRTEX SENSORIOMOTOR INDUCIDA POR ...statics.ccma.cat/webs/tv3/marato/simposiums/marato2011/cast/Dr... · Ejercicios repetitivos de movimiento simple de dedos y

13

Al mismo tiempo, los pacientes también fueron evaluados con métodos

electrofisiológicos (EEG) y con resonancia magnética funcional. Este

conjunto de datos no se ha analizado todavía.

Objetivo 4. Resultados metodológicos de neuroimagen.

Una parte importante del proyecto consistía en adaptar y mejorar los

métodos de análisis del EEG, una técnica de neuroimagen que se ha

utilizado en los actuales estudios para evaluar los efectos pre y posterapia.

Esto es importante debido a que adquirir un EEG durante la realización de

movimientos y caminando conlleva considerables artefactos a la señal

registrada debido al movimiento. En una serie de estudios metodológicos,

un mejor enfoque se ha desarrollado combinando el análisis de

componentes independientes (ICA) (Bell i Sejnowski, 1995) i Low-

Resolution Tomography (LORETA) (Pascual-Marqui et al., 1994; Pascual-

Marqui, 1999 ) (Marco-Pallarés et al., 2005).

Estos componentes independientes (IC) se componen del clústeres

orquestados de contribuciones neurales distribuidas, que transitoriamente

se integran para dar lugar a actividades funcionales específicas. Por lo

tanto, las modulaciones de EEG se podrían dividir en componentes

estadísticos máximamente independientes (IC), que tienen características

temporales-estructurales y de frecuencia específicas. El método ICA se ha

utilizado para identificar maneras de describir la actividad neuronal en

actividad electromagnética concurrente y mezclada, que es espacialmente

fija e independiente temporalmente. Estas herramientas son muy

importantes para dos aspectos del proyecto: a) cuidadosa eliminación de los

artefactos (movimiento y parpadeo) de la señal de EEG de los pacientes, y

b) identificar con la mayor precisión la IC asociada a los movimientos de

izquierda y derecha. En un enfoque complementario, el análisis LORETA

permite la visualización de los mapas espaciales asociados a cada IC,

ofreciendo soluciones para el problema inverso de la ubicación de origen de

las fuentes neuronales de cada componente (Marco-Pallarés et al., 2005).

Así, con un enfoque combinado ICA-LORETA ha sido posible identificar

correctamente los componentes de EEG relativos a la motricidad.

Page 14: PLASTICIDAD EN EL CÓRTEX SENSORIOMOTOR INDUCIDA POR ...statics.ccma.cat/webs/tv3/marato/simposiums/marato2011/cast/Dr... · Ejercicios repetitivos de movimiento simple de dedos y

14

Además, el contenido espectral de cada IC se ha estudiado mediante el

análisis wavelets de tiempo-frecuencia (a partir de ensayos únicos y no a

partir de promedios) (véase Grau et al., 2007; Fuentemilla et al., 2008). El

análisis ICA-LORETA y el enfoque de wavelets se ha aplicado a los datos

recogidos en esta serie de estudios para el análisis de los potenciales

relativos al movimiento (potencial de preparación motora, pre- y

posterapia) y los análisis de banda alfa y beta ERD/ERS (ver Altenmüller et

al., 2009).

Objetivo 5. Extensión de la MST en el entrenamiento de la marcha

El patrón de movimiento arrítmico es una característica importante en la

alteración de la marcha tras un infarto cerebral. Se crearon unos sensores

específicos que se engancharon en los zapatos de los pacientes y mientras

que el paciente caminaba producían los tonos de la escala musical. La señal

auditiva ofrece feedback sobre el ritmo del patrón de la marcha y puede

usarse por los terapeutas para mejorar la marcha hacia una marcha con un

patrón más normal y simétrico. Se creó una nueva terapia manual que

comprendía múltiples tareas que incrementaban la dificultad. Para valorar

los cambios neuroplásticos inducidos por el entrenamiento de la marcha con

apoyo musical, hemos desarrollado un método para obtener registros de

EEG mientras los pacientes están realizando el entrenamiento. Las señales

trigger se trasmiten vía wi-fi a un ordenador que envía triggers de tonos

MIDI-piano y/o (para estudios de EEG) los envía al ordenador de registro de

EEG. Para establecer una línea base de comparación de los resultados de

nuestros pacientes, realizamos un estudio de la marcha de EEG en 20

jóvenes participantes sanos para obtener los potenciales cerebrales

evocados y oscilaciones frecuenciales en el ciclo de la marcha. Para este

estudio, tuvieron que ser resueltos varios problemas técnicos, ya que el EEG

se registraba mientras caminaban.

Page 15: PLASTICIDAD EN EL CÓRTEX SENSORIOMOTOR INDUCIDA POR ...statics.ccma.cat/webs/tv3/marato/simposiums/marato2011/cast/Dr... · Ejercicios repetitivos de movimiento simple de dedos y

15

3. Relevancia y posibles implicaciones clínicas de los resultados

finales obtenidos

Indudablemente, la terapia con apoyo musical es eficiente en pacientes

agudos con déficits motores tras un infarto cerebral y, por lo tanto, esta

terapia es una herramienta prometedora de neurorrehabilitación. Este

estudio se añade a los descubrimientos anteriores, demostrando efectos

positivos, esta vez con pacientes crónicos con déficits motores tras un

infarto cerebral (más de seis meses). A un nivel clínico, estos estudios y los

que están actualmente en marcha ayudarán a decidir si esta terapia basada

en el entrenamiento musical podría establecerse como una alternativa a las

terapias convencionales, que normalmente no motivan suficientemente a

los pacientes.

Además de demostrar los efectos clínicos, es importante identificar los

mecanismos neuronales subyacentes a estos efectos. Estudios futuros

deberían tener en cuenta el rol de los factores emocionales y motivacionales

en los efectos positivos observados. A través de una descripción informal de

la propia experiencia de los pacientes con el entrenamiento con apoyo

Figura 4. La figura de la izquierda ilustra el dispositivo de triggers (enganchado en los zapatos) y el

aparato de transmisión wi-fi (atado con un cinturón). En la imagen central, un paciente realizando la

tarea bajo la supervisión del terapeuta. A la derecha, un promedio del EEG del movimiento de la

marcha. Como sería de esperar, se observa un patrón repetitivo de lateralización izquierda/derecha

del ciclo de la marcha. Además evaluamos las oscilaciones en las bandas theta, alpha y beta del ciclo

de la marcha (no mostrado).

Page 16: PLASTICIDAD EN EL CÓRTEX SENSORIOMOTOR INDUCIDA POR ...statics.ccma.cat/webs/tv3/marato/simposiums/marato2011/cast/Dr... · Ejercicios repetitivos de movimiento simple de dedos y

16

musical, la terapia parece ser un proceso de rehabilitación placentero.

Särkämö y cols. (Brain 2008) han demostrado que la exposición musical

mejora significativamente las funciones cognitivas, memoria verbal y

atención focalizada en un grupo de pacientes que escuchaban música en

comparación con un grupo control (ej., escucha de audiolibros). El grupo de

música, además mostró menos síntomas depresivos y de confusión que los

grupos controles. Esto apoyaría la idea del efecto beneficioso del

entrenamiento con apoyo musical aplicado en el presente estudio.

Para terminar, este proyecto añade además una nueva dimensión a los

protocoles previos, incluyendo una posible mejora de los déficits de la

marcha en pacientes con infarto cerebral. Aunque esta parte del proyecto

está menos desarrollada, representa un campo muy prometedor de

investigación de los próximos años.

4. Publicaciones

Rodriguez-Fornells, A.

Music-supported therapy induced plasticity in the sensorimotor cortex in

chronic stroke patients.

Congress, The Neurosciences and Music IV, Learning and Memory. June 9-12,

2011. Edinburgh (this presentation will be published in 2012 at the Annals of

the New York Academy of Sciences). IF 2,67

Ripollés, P., Marco-Pallarés, J., Miró, J., de Diego-Balaguer R., Falip M.,

Juncadella, M., Rubio, F., Rodriguez-Fornells A.

Analysis of automated methods for spatial normalisation of lesioned brains.

Neuroimage (submited). IF 5,73

Rojo, N., Amengual, J., Camara, E., Juncadella, M., Rubio, F., Schneider, S.,

Marco-Pallares, J., Veciana, C., Montero, J., Grau, C., Münte, TF, Rodriguez-

Fornells, A. (2011).

Music-Supported Therapy induces plasticity in the sensorimotor cortex in

stroke: a single-case study using multimodal imaging (fMRI-TMS).

Page 17: PLASTICIDAD EN EL CÓRTEX SENSORIOMOTOR INDUCIDA POR ...statics.ccma.cat/webs/tv3/marato/simposiums/marato2011/cast/Dr... · Ejercicios repetitivos de movimiento simple de dedos y

17

Brain Injury (in press). IF 1,53

Schneider, S., Münte, TF., Rodriguez-Fornells, A., Sailer, M., Altenmüller, E.

(2010).

Music-Supported Training is more efficient than functional motor training for

recovery of fine motor skills in stroke patients.

Music Perception, 27, 271–280. IF 1,71

Altenmüller, E., Marco-Pallares, J., Münte, TF., Schneider, S. (2009).

Neural Reorganization Underlies Improvement in Stroke-induced Motor

Dysfunction by Music-supported Therapy.

Annals of the New York Academy of Sciences 1169: 395–405 (2009). IF

2,67

Fuentemilla, Ll., Marco-Pallares, J., Munte, TF & Grau, C. (2008).

Theta EEG oscillatory activity and auditory change detection.

Brain Research, 1220, 93-101 IF 2,46

Grau, C., Fuentemilla, Ll. & Marco-Pallares, J. (2007).

Functional neural dynamics underlying auditory event-related N1 and N1

suppression response.

Neuroimage, 36 522 - 531. IF 5,73