Una nueva técnica activa áreas profundas del cerebro desde el exterior

Para controlar los movimientos incontrolados del párkinson hasta ahora había que abrir la cabeza. Mediante una técnica conocida como estimulación 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 cráneo. Lo han logrado con ratones, pero ya lo están investigando en humanos.

La activación (o desactivación) cerebral lograda mediante la ECP se empezó a usar a finales del siglo pasado para tratar los casos más graves de la enfermedad de Parkinson. Aunque aún no está claro porqué hace lo que hace, la selectividad de esta técnica 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 síndrome de Tourette o casos de anorexia o dolor crónico. También se está investigando el uso de este marcapasos cerebral para tratar la depresión profunda, el autismo, la esquizofrenia o el alzhéimer.

"La estimulación cerebral profunda tradicional exige abrir el cráneo e implantar electrodos, lo que puede tener sus complicaciones", dice el investigador del Media Lab del Instituto Tecnológico de Massachusetts, Ed Boyden. A este profesor en algo tan nuevo como la ingeniería biológica le dieron el premio Fronteras del Conocimiento en 2015 por crear la optogenética. Ahora ha desarrollado, junto a colegas del MIT y de la Universidad de Harvard, una nueva técnica de estimulación cerebral profunda. Pero a diferencia de la ECP convencional, no necesita seccionar el cuero cabelludo, levantar una parte del cráneo 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 estimulación cerebral profunda necesita colocar electrodos en el interior del cerebro

Lo autores de la investigación, cuyos resultados publica la revista especializada Cell, se aprovecharon de un fenómeno eléctrico para llegar hasta a una región 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 emitían las señales eléctricas 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 eléctricos, se solapan entre sí, pero generando otro campo con una longitud de onda de esos 10 Hz sobrantes, justo los que necesitan las neuronas para responder al estímulo. Jugando con la corriente y sin mover los electrodos pudieron seleccionar la región del cerebro sobre la que actuar sin afectar áreas por las que la señal de alta frecuencia pasa sin que las neuronas se inmuten. En los experimentos con los ratones, los científicos pudieron activar neuronas del hipocampo sin hacer lo mismo con las del córtex superior. También 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 activación 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 párkinson y otros trastornos del movimiento parecen tener su origen en una determinada zona del cerebro y si puedes seleccionarla, tienes el potencial de revertirlos", añade.

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

Para el neurobiólogo del Instituto de Biomedicina y Biotecnología de Cantabria, Albert Adell, la idea es realmente buena y los que la han tenido son investigadores de primer nivel. "Pero aún no tiene la precisión de la ECP", aclara, algo que reconoce el propio Boyden. Además, aún habría que ver si funciona con zonas del cerebro aún más profundas, como el tálamo. En el caso del párkinson, la estimulación cerebral se produce en el núcleo subtalámico, aún más adentro. "No se sabe si una estimulación desde fuera puede afectar a las áreas que hay por encima", comenta Adell. Pero si funcionara y no afectara a otras zonas, la ECP perdería su carácter invasivo, lo que abriría un abanico de usos tantos terapéuticos como de investigación.