Un estudio de la Universidad de Ginebra (UNIGE), en colaboración con ETH Zurich, ha mejorado significativamente la precisión de una técnica de estimulación cerebral no invasiva, allanando el camino para su uso en el tratamiento de trastornos neurológicos y psiquiátricos.
Las técnicas de estimulación cerebral pueden corregir la actividad anormal en los circuitos neuronales involucrados en afecciones como la enfermedad de Parkinson y la depresión. Sin embargo, los métodos actuales de estimulación transcraneal administrados a través del cuero cabelludo llegan solo a la superficie del cerebro, lo que limita su efectividad. La estimulación cerebral profunda, por otro lado, puede dirigirse a estructuras más profundas, pero requiere la implantación quirúrgica de electrodos. Un equipo del Centro Synapsy para la Investigación de Neurociencia y Salud Mental de la UNIGE, en colaboración con ETH Zurich, el Centro Wyss de Ginebra y la EPFL, ha logrado mejorar una prometedora tecnología intermedia llamada “estimulación de interferencia temporal”. Este método podría permitir una estimulación cerebral no invasiva más profunda y más específica. El estudio se puede encontrar en Cell Systems.
© Valerio Zerbi
El cerebro funciona gracias a las señales electroquímicas que circulan a través de vastas redes neuronales. En ciertas condiciones, estos ritmos se vuelven demasiado débiles, demasiado fuertes o mal sincronizados. Entregar estimulación eléctrica a circuitos cerebrales específicos puede ayudar a restaurar la actividad a patrones saludables y funcionales.
“El principio no es estimular todo el cerebro, sino apuntar a una red específica cuya actividad se interrumpe”, explica Valerio Zerbi, profesor asistente en los departamentos de psiquiatría y neurociencia básica de la Facultad de Medicina de la UNIGE, y miembro del Centro de Sinapsia. “Sin embargo, algunas regiones esenciales para el movimiento, la memoria o la regulación emocional están profundamente enterradas en el cerebro, lo que dificulta su alcance de una manera no invasiva y precisa”.
Las técnicas no invasivas actuales, como la estimulación magnética transcraneal (TMS), la estimulación transcraneal de corriente continua (tDCS) o la estimulación transcraneal de corriente alterna (tACS), afectan principalmente a las capas superficiales del cerebro. Por el contrario, la estimulación cerebral profunda (DBS) se dirige eficazmente a las estructuras profundamente arraigadas, pero a costa de la cirugía invasiva. La estimulación por interferencia temporal (TIS) representa una alternativa emergente capaz de llegar a regiones profundas sin cirugía.
Su principio se basa en la interferencia entre dos campos eléctricos de alta frecuencia aplicados desde el cuero cabelludo con un ligero desplazamiento de frecuencia. Cuando estos campos se encuentran en el cerebro, su diferencia de frecuencia crea una señal más lenta a la que las neuronas pueden responder. “Las neuronas no son muy sensibles a las frecuencias muy altas, sin embargo, pueden detectar la frecuencia de interferencia producida cuando dos señales de este tipo interactúan”, explica Valerio Zerbi. “Esta interferencia teóricamente nos permite apuntar a una región profunda sin estimular fuertemente los tejidos a través de los cuales pasa la señal, pero la extensión de los efectos periféricos nunca se ha medido realmente en todo el cerebro hasta ahora”.
Para evaluar los efectos fuera del objetivo, el equipo estimuló una región cerebral conocida como “corteza prefrontal medial” en ratones. Los investigadores se basaron en una combinación de electrofisiología, imágenes de calcio y resonancia magnética funcional para capturar los efectos del TIS en el sitio objetivo y en todo el cerebro en su conjunto.
“Estudios previos mostraron que una región profunda podría ser estimulada con esta tecnología, pero sin saber con precisión lo que estaba sucediendo en otros lugares, no podemos aplicarla de forma segura a los humanos”, dice Valerio Zerbi. “Gracias a la resonancia magnética funcional, pudimos visualizar todas las regiones activadas y cuantificar los efectos fuera del objetivo”. Los resultados confirman que el TIS de hecho modula la actividad neuronal en la región objetivo, pero también revela activaciones no deseadas en otros circuitos.
Para mejorar la precisión de la técnica, los investigadores decidieron añadir un tercer par de electrodos para generar un campo eléctrico de cancelación. Esto neutraliza activamente los campos eléctricos en regiones no dirigidas, sin reducir el efecto en el área de interés. “Hemos introducido un campo diseñado para suprimir la interferencia donde no es deseada, manteniendo al mismo tiempo la efectividad de la estimulación deseada”, explica el investigador. Este avance aborda uno de los principales obstáculos para el TIS y podría llegar a ser esencial para apuntar a estructuras pequeñas y profundas involucradas en trastornos psiquiátricos y neurológicos como depresión, TOC, adicciones o incluso la enfermedad de Parkinson.
Estos resultados aún no hacen que el TIS sea un sustituto directo de la estimulación cerebral profunda, pero fortalecen significativamente su potencial clínico. En última instancia, este enfoque podría complementar las terapias existentes, ya que el objetivo no es necesariamente reemplazarlas, sino tener una herramienta no invasiva más precisa y complementaria. “Comprender y lograr limitar los efectos fuera del objetivo de la TIS fue un paso esencial antes de considerar aplicaciones clínicas más amplias”, concluye Valerio Zerbi.
FUENTE: healthcare-in-europe.com
