Una nueva t¨¦cnica activa ¨¢reas profundas del cerebro desde el exterior

Para controlar los movimientos incontrolados del p¨¢rkinson hasta ahora hab¨ªa que abrir la cabeza. Mediante una t¨¦cnica conocida como estimulaci¨®n cerebral profunda (ECP), se colocan una serie de electrodos en la zona del cerebro a estimular y, con descargas de baja frecuencia, se restaura en mayor o menor grado el funcionamiento normal de las neuronas. Ahora, un grupo de investigadores de EE UU ha logrado hacer lo mismo pero sin tener que abrir el cr¨¢neo. Lo han logrado con ratones, pero ya lo est¨¢n investigando en humanos.

La activaci¨®n (o desactivaci¨®n) cerebral lograda mediante la ECP se empez¨® a usar a finales del siglo pasado para tratar los casos m¨¢s graves de la enfermedad de Parkinson. Aunque a¨²n no est¨¢ claro porqu¨¦ hace lo que hace, la selectividad de esta t¨¦cnica a la hora de estimular o inactivar unas neuronas y no otras ha hecho que su uso se extienda a otros trastornos neuronales, como el s¨ªndrome de Tourette o casos de anorexia o dolor cr¨®nico. Tambi¨¦n se est¨¢ investigando el uso de este marcapasos cerebral para tratar la depresi¨®n profunda, el autismo, la esquizofrenia o el alzh¨¦imer.

"La estimulaci¨®n cerebral profunda tradicional exige abrir el cr¨¢neo e implantar electrodos, lo que puede tener sus complicaciones", dice el investigador del Media Lab del Instituto Tecnol¨®gico de Massachusetts, Ed Boyden. A este profesor en algo tan nuevo como la ingenier¨ªa biol¨®gica le dieron el premio Fronteras del Conocimiento en 2015 por crear la optogen¨¦tica. Ahora ha desarrollado, junto a colegas del MIT y de la Universidad de Harvard, una nueva t¨¦cnica de estimulaci¨®n cerebral profunda. Pero a diferencia de la ECP convencional, no necesita seccionar el cuero cabelludo, levantar una parte del cr¨¢neo y abrirse paso entre la materia gris para colocar los electrodos. A ellos les ha bastado con ponerlos en el exterior, sobre la cabeza.

La estimulaci¨®n cerebral profunda necesita colocar electrodos en el interior del cerebro

Lo autores de la investigaci¨®n, cuyos resultados publica la revista especializada Cell, se aprovecharon de un fen¨®meno el¨¦ctrico para llegar hasta a una regi¨®n interna del cerebro con ondas emitidas desde el exterior. Los distintos tipos de neuronas se excitan a diferentes frecuencias, pero siempre bajas, en el rango de unas pocas decenas de hercios. Sin embargo, los electrodos colocados a ambos lados del cerebro de los ratones del experimento emit¨ªan las se?ales el¨¦ctricas en una frecuencia de 2.000 hercios (kHz), exactamente un electrodo a 2 kHz y el otro a 2,01 kHz.

Al encontrarse ambos campos el¨¦ctricos, se solapan entre s¨ª, pero generando otro campo con una longitud de onda de esos 10 Hz sobrantes, justo los que necesitan las neuronas para responder al est¨ªmulo. Jugando con la corriente y sin mover los electrodos pudieron seleccionar la regi¨®n del cerebro sobre la que actuar sin afectar ¨¢reas por las que la se?al de alta frecuencia pasa sin que las neuronas se inmuten. En los experimentos con los ratones, los cient¨ªficos pudieron activar neuronas del hipocampo sin hacer lo mismo con las del c¨®rtex superior. Tambi¨¦n pudieron interferir en las zonas de la corteza motora que controlan los movimientos de las patas, las orejas y hasta los bigotes de los roedores.

"Mostramos que se puede seleccionar un objetivo de forma precisa para obtener no solo la activaci¨®n neuronal sino respuestas en la conducta", dice en una nota el director del Instituto Picower de Aprendizaje y Memoria del MIT, donde se realizaron las pruebas, Li-Huei Tsai. "Creo que es emocionante, el p¨¢rkinson y otros trastornos del movimiento parecen tener su origen en una determinada zona del cerebro y si puedes seleccionarla, tienes el potencial de revertirlos", a?ade.

Los investigadores lograron activar el hipocampo de roedores sin afectar otras zonas del cerebro

Para el neurobi¨®logo del Instituto de Biomedicina y Biotecnolog¨ªa de Cantabria, Albert Adell, la idea es realmente buena y los que la han tenido son investigadores de primer nivel. "Pero a¨²n no tiene la precisi¨®n de la ECP", aclara, algo que reconoce el propio Boyden. Adem¨¢s, a¨²n habr¨ªa que ver si funciona con zonas del cerebro a¨²n m¨¢s profundas, como el t¨¢lamo. En el caso del p¨¢rkinson, la estimulaci¨®n cerebral se produce en el n¨²cleo subtal¨¢mico, a¨²n m¨¢s adentro. "No se sabe si una estimulaci¨®n desde fuera puede afectar a las ¨¢reas que hay por encima", comenta Adell. Pero si funcionara y no afectara a otras zonas, la ECP perder¨ªa su car¨¢cter invasivo, lo que abrir¨ªa un abanico de usos tantos terap¨¦uticos como de investigaci¨®n.