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Rewired brain' revives patient after 19 years
06-07-06 Suggested by: Jack of all Trades 



Nicholas Schiff, Weill Medical College of Cornell University
Rehabilitation Medicine, Emory University School of Medicine
A study of the "miraculous" recovery of a man who spent 19 years in a minimally conscious state has revealed the likely cause of his regained consciousness.

The findings suggest the human brain shows far greater potential for recovery and regeneration then ever suspected. It may also help doctors predict their patients’ chances of improvement. But the studies also highlight gross inadequacies in the system for diagnosing and caring for patients in vegetative or minimally conscious states.

In 1984, 19-year-old Terry Wallis was thrown from his pick-up truck during an accident near his home in Massachusetts, US. He was found 24 hours later in a coma with massive brain injuries.

Within a few weeks he had stabilised in a minimally conscious state, which his doctors thought would last indefinitely. It did indeed persist for 19 years. Then, in 2003, he started to speak.

Over a three day period, Wallis regained the ability to move and communicate, and started getting to know his now 20 year old daughter – a difficult process considering he believed himself to be 19, and that Ronald Reagan was still president.

Brain rewiring

To try and find out what was going on inside Wallis's brain, Nicholas Schiff and colleagues from the Weill Medical College of Cornell University in New York City, used a new brain imaging technique called diffusion tensor imaging (DTI). The system tracks water molecules and so reveals the brain’s white matter tracts – akin to a wiring diagram. They combined this with more traditional PET scanning, to show which brain areas were active.

The team's findings suggest that Wallis’s brain had, very gradually, developed new pathways and completely novel anatomical structures to re-establish functional connections, compensating for the brain pathways lost in the accident.

They found that new axons – the branches that connect neurons together – seemed to have grown, establishing novel working brain circuits.

Surprisingly, the circuits look nothing like normal brain anatomy. A lot of the damage had been to axons that passed from one side of the brain to the other, torn by the force of the accident. But Schiff says that new connections seem to have grown across around the back of the brain, forming structures that do not exist in normal brains.

Neural plasticity

There were also significant changes between scans taken just two months after the recovery, and the most recent, at 18 months. Some of the new pathways had receded again, while others seem to have strengthened and taken over as Wallis continued to improve.

Krish Sathian, a neurologist and specialist in brain rehabilitation at Emory University School of Medicine in Atlanta, US, describes it as an amazing finding. “The bounds on the possible extent of neural plasticity just keep on shifting,” he says. “Classical teaching would not have predicted any of these changes.”

Knowing the mechanism will be important for identifying whether a particular unconscious patient could improve, says Schiff, potentially allowing doctors to target their rehabilitation efforts.

Family appeals

But improvements in the care of patients could be made without putting every patient into a brain scanner, says Schiff. There is currently no system for even a bedside re-examination from 8 weeks after an initial diagnosis, despite the fact that “their whole prognosis might change”, he says.

Wallis was frequently classified as being in a permanent vegetative state. Though his family fought for a re-evaluation after seeing many promising signs that he was trying to communicate, their requests were turned down.

“A careful bedside examination at 6 months [after the accident] would have unequivocally said he was not in a vegetative state,” says Schiff. There is a much greater chance of a late recovery from a minimally conscious state, he adds, although such recoveries are still rare. “The Wallis case will force the issue,” he believes.


Publicado originalmente en www.newscientist.com


Y est es la versión aparecida en www.elpais.es


El despertar de Terry Wallis


Un hombre supera un coma de 19 años al regenerarse parte de su cerebro

Por Bárbara Celis

ESTADOS UNIDOS
Capital: Washington
Gobierno: República Federal
Población: 290.000.000 (2004)


Su primera palabra, tras 19 años envuelto en el silencio de un coma leve, fue "Mamá". Poco después comenzó a enlazar frases cortas y ahora, tres años después de su inesperado despertar, es capaz de contar hasta 25, de bromear con su familia e incluso de apuntar con el dedo. Terry Wallis, de 42 años, un mecánico de Big Flat (Arkansas), se ha convertido en el milagro que mantiene en vilo a la comunidad internacional de neurólogos: mientras su cuerpo yacía inerte en una cama de hospital tras un violento accidente de coche que lesionó su cerebro hace casi dos décadas, su mente creaba nuevas conexiones nerviosas que permiten a las neuronas comunicarse entre sí, provocando de repente su salida del coma y el principio de su recuperación. Un estudio publicado el pasado lunes en el Journal of Clinical Investigation hacía público su caso, que ha abierto nuevas esperanzas para quienes tienen familiares en estado vegetativo pero que aún tiene que ser explicado a fondo por la comunidad científica.

"Creo que se trata de un lentísimo proceso de autocura del cerebro", explica Henning Voss, médico de la Universidad de Cornell, que ha dirigido el estudio en el que no obstante, se advierte de que se trata de un caso entre 300 millones. "Parece que la mente de Terry se ha dedicado a buscar nuevos caminos para restablecer conexiones en las áreas relacionadas con el lenguaje y el movimiento para sustituir a las que habían sido dañadas", explica el neurólogo Nicholas Schiff, otro de los autores del estudio, quienes tratan de entender por qué ha ocurrido el milagro.

Wallis nunca llegó a estar en coma profundo. Su situación era definida como "estado de conciencia mínimo". Estaba despierto y ocasionalmente ofrecía signos de entendimiento pero era incapaz de interactuar con el mundo exterior. Es un diagnóstico menos grave que el del estado vegetativo persistente que padecía Terry Schiavo, la mujer que se convirtió en el centro de una batalla legal en Florida entre los partidarios de la eutanasia y los defensores de su supervivencia y que terminó con la muerte de Schiavo el pasado año tras ser desconectada, a petición de su marido, de la máquina que la mantenía viva desde 1990.

En los años previos a su recuperación, los familiares de Wallis comenzaron a notar que emitía gruñidos cuando en la televisión aparecían anuncios de coches Chevrolet, de la marca Ford, su favorita. Poco después comenzó a contestar a preguntas pestañeando. Los médicos que le administraron un antidepresivo, lo que según el estudio, podría haber acelerado su recuperación. En 2003, una semana después de decir "Mamá", comenzó a expresarse con frases simples. Ahora, a pesar de no poder comer solo y de no poder caminar, mueve sus dos piernas y su brazo izquierdo. "Es el mismo que antes y a menudo nos dice lo feliz que se siente de estar vivo", relataba su padre en The New York Times. Wallis no recuerda nada de sus dos décadas de vida en el hospital. "Aún piensa que Reagan es el presidente", dice su progenitor.

Tras el despertar de Wallis, el equipo de investigadores dirigido por Voss y Schiff examinaron su cerebro con escáneres y diversas técnicas de imagen y descubrieron que las células de las partes sanas de su cerebro habían creado nuevos axones, largas fibras nerviosas que transmiten mensajes entre neuronas. Sus células estaban vivas, por lo que su capacidad para producir axones estaba intacta, al contrario que las del cerebro de Terry Schiavo, con muerte cerebral. Imágenes de su cabeza tomadas con 18 meses de distancia entre sí, mostraron que Wallis había producido nuevas conexiones entre células en las zonas relacionadas con el lenguaje y el movimiento. Al mismo tiempo, se analizó el cerebro de otras 20 personas, para poder comparar los cambios, incluido el de un joven de 24 años con una lesión en la cabeza. En su caso también se observó que se habían creado nuevas conexiones nerviosas, pero la simple constatación de su nacimiento, que no llegó a formar una red sólida de comunicación como para ponerlo a funcionar, no basta para predecir o ayudar a su recuperación. Ése es el misterio que el despertar de Wallis puede ayudar a resolver.

   
 

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