Conociendo el cerebro desde su superficie

José María Delgado

Diariomedico.com
ESPAÑA
NEUROCIENCIAS
Conociendo el cerebro desde su superficie
Introducir electrodos en el cerebro para estimularlo es un método efectivo, pero invasivo. Por ello, investigadores de la Universidad sevillana Pablo Olavide sugieren el uso de tecnologías capaces de estimular el cerebro trabajando sobre la zona superficial, concretamente en la corteza motora. Aunque se trata de una iniciativa que está dando sus primeros pasos, los estudios sobre modelo animal hacen pensar en posibles aplicaciones clínicas que estarían enfocadas hacia el tratamiento de depresiones, hipoacusias y patologías neurodegenerativas.

José A. Plaza - Jueves, 24 de Septiembre de 2009 - Actualizado a las 00:00h.


El movimiento humano se produce gracias a corrientes eléctricas que causan una reacción neuronal en cadena. Uno de los objetivos de la neurociencia, más ligado a la investigación básica pero con posibilidades clínicas, es procesar esta información y emular estos estímulos. Como parte de tales esfuerzos, un grupo de la Universidad Pablo Olavide (UPO), en Sevilla, participa en el proyecto europeo HIVE, vinculado al VII Programa Marco.

José María Delgado, director de la División de Neurociencias de la UPO, recuerda que dos electrodos introducidos en el cerebro pueden generar pulsos eléctricos de 50 microsegundos y activar el movimiento muscular. Pero, consciente de que este acercamiento puede provocar la aparición de infecciones, ha enfocado su trabajo hacia tecnologías capaces de estimular sin necesidad de trabajar en el interior del cerebro.

La compañía Starlab, ubicada en Barcelona, ofrece el soporte técnológico. La idea es trabajar con la zona superficial del cerebro, la corteza motora, estimulándola y procesando información, pero sin ir más allá de la piel y el cráneo. Para ello han diseñado un dispositivo en forma de corona, una máquina que trabaja con 16 electrodos y que, según la intensidad en los diversos puntos, estimula la zona deseada.

Desde el exterior
Delgado ha explicado a Diario Médico que se trata de un proyecto en ciernes: "Hasta el momento hemos realizado estudios preliminares para saber qué funciones cerebrales son activables mediante electrodos de estimulación implantados fuera del tejido cerebral". Se trabaja sobre modelo animal (conejos) para que, posteriormente, otros grupos clínicos adscritos al proyecto internacional (de Francia, Alemania, Portugal y Grecia) apliquen estas técnicas en pacientes.

El grupo de Delgado ya ha sido capaz de inducir respuestas de inmovilización (lo que se conoce como freezing) en conejos mediante estimulación externa de la corteza prefrontal. Según publicaron hace dos años en PNAS, la estimulación eléctrica directa de esta región "induce este comportamiento característico de animales que son habitualmente objetivo de predadores".

Para validar el sistema se está diseñando un ensayo para inducir un aprendizaje asociativo, también en conejos, por estimulación transcraneal de la corteza somatosensorial: "La idea es activar selectivamente zonas específicas del cerebro que corresponden a una vibrisa (pelo que actúa como elemento sensorial táctil) concreta". Si la activación desde el exterior de la corteza somatosensorial se puede usar como señal en un aprendizaje asociativo de tipo pauloviano, uno de los objetivos estará cumplido.

Se trata de un trabajo en evolución. Así lo demuestra el último hallazgo del grupo, publicado en el número de finales de agosto de Journal of Neuroscience, y que desvela tres direcciones causales en la red motora de motoneuronas cerebelares durante la inducción de respuesta en los párpados.

El principal reto del proyecto es generar estimulación a través de piel y hueso, zonas que disipan la corriente y en las que puede ser peligroso estimular zonas contiguas no deseadas: repartir la corriente en muchos puntos y concentrarla en sólo uno puede ser la solución.

Depresión, hipoacusia...
Como futuros usos clínicos, estas técnicas podrían aplicarse en insomnio, depresión, estrés y enfermedades neurodegenerativas que afecten a la corteza motora. José María Delgado cita especialmente el tratamiento de la hipoacusia, ya que el dispositivo podría aplicarse para desarrollar un patrón de estímulo que simule sonidos y el habla humana, para que las personas sordas puedan obtener la información directamente en su cerebro.

Mejorar la liberación neuronal
Este complejo esquema representa cómo reforzar la modulación de las neuronas IP del cerebelo posterior durante una tarea asociada al aprendizaje. Las señales neuronales que llegan al núcleo facial (00MNs), portadoras de señales condicionadas, necesitan de un refuerzo modulador de las señales nucleares del núcleo profundo cerebeloso. Para mejorar su eficiencia, las señales de las neuronas IP deben atravesar un proceso de aprendizaje para situarse fuera de la fase activa del núcleo facial. Para ello, la actividad neuronal IP alcanza esta zona en el momento de máxima hiperpolarización motoneuronal, por lo que las neuronas IP facilitan una rápida repolarización del núcleo facial, fortaleciendo así su liberación durante el movimiento condicionado de los párpados.