Un innovador implante cerebral podría mejorar el tratamiento de la enfermedad de Parkinson
Un implante nuevo e inteligente que "escucha" las señales cerebrales podría ayudar a tratar la epilepsia y otras afecciones neurológicas, como la enfermedad de Parkinson.
Los médicos usan la neuroestimulación para tratar diversas afecciones, incluida la epilepsia, los efectos del accidente cerebrovascular e incluso la depresión. Este tratamiento implica el uso de dispositivos especiales que envían impulsos eléctricos para controlar la actividad del cerebro y el sistema nervioso central.
En ocasiones, los médicos también utilizan esta técnica para mejorar los síntomas de la enfermedad de Parkinson, una afección neurológica que afecta el equilibrio físico y la capacidad de mover o coordinar el movimiento de las extremidades.
Sin embargo, los dispositivos neuroestimuladores que están disponibles actualmente para el tratamiento de afecciones neurológicas no pueden estimular la actividad cerebral y registrarla al mismo tiempo.
Ahora, especialistas de la Universidad de California (UC) en Berkeley han desarrollado un nuevo y sofisticado neuroestimulador que parece capaz de lograrlo. Puede tener el potencial de mejorar el tratamiento de la epilepsia, el Parkinson y otras afecciones.
El equipo de investigación ha llamado a este dispositivo "VARITA", que significa "dispositivo de neuromodulación inalámbrico sin artefactos". WAND tiene dos pequeños controladores externos, cada uno de los cuales monitorea 64 electrodos que se encuentran en el cerebro.
Este dispositivo puede monitorear la actividad eléctrica en el cerebro y aprender a identificar señales anormales que indican la presencia de convulsiones o temblores. Entonces, WAND puede ayudar a modular las señales eléctricas en el cerebro para prevenir tales eventos y síntomas.
A diferencia de dispositivos similares existentes, que solo pueden registrar la actividad eléctrica de hasta ocho puntos en el cerebro, WAND puede rastrear la actividad de 128 canales diferentes.
El nuevo dispositivo es rentable y rentable
En su artículo de estudio, que la revista Ingeniería Biomédica de la Naturaleza ha publicado, los investigadores señalan que, en el futuro, WAND podría potencialmente ayudar a mejorar la vida de las personas que tienen convulsiones o viven con diversas afecciones neurológicas.
“El proceso de encontrar la terapia adecuada para un paciente es extremadamente costoso y puede llevar años”, explica el profesor asistente Rikky Muller, uno de los investigadores.
“Una reducción significativa tanto en el costo como en la duración puede potencialmente conducir a resultados y accesibilidad muy mejorados. Queremos permitir que el dispositivo descubra cuál es la mejor manera de estimular para que un paciente determinado dé los mejores resultados. Y solo puede hacer eso escuchando y registrando las firmas neuronales ".
Rikky Muller
Muller y su equipo han probado WAND en un modelo animal, utilizando macacos rhesus para mostrar cómo el dispositivo puede aprender a reconocer señales cerebrales para movimientos específicos del brazo y cómo puede actuar en esas mismas señales.
En sus experimentos recientes, los investigadores enseñaron a los macacos con implantes WAND a usar un joystick para enviar cursores en pantalla a ubicaciones designadas.
Después de un tiempo, los dispositivos implantados aprendieron a detectar las señales neuronales que correspondían a los movimientos de las manos de los macacos. Una vez que identificaron estos patrones, pudieron enviar señales eléctricas que retrasaron los movimientos de la mano.
“Si bien retrasar el tiempo de reacción es algo que se ha demostrado antes, esta es, hasta donde sabemos, la primera vez que se ha demostrado en un sistema de circuito cerrado basado únicamente en un registro neurológico”, dice Muller.
“En el futuro, nuestro objetivo es incorporar el aprendizaje en nuestra plataforma de circuito cerrado para construir dispositivos inteligentes que puedan descubrir cómo tratarlo mejor y evitar que el médico tenga que intervenir constantemente en este proceso”, agrega.
La doble actividad de WAND puede impulsar el tratamiento
Los investigadores explican que los dispositivos neuroestimuladores actualmente disponibles son incapaces de detectar señales eléctricas distintivas en el cerebro y al mismo tiempo modular dichas señales.
Esto, señalan, se debe a que los pulsos eléctricos que emite el neuroestimulador "oscurecen" las señales cerebrales originales, lo que las vuelve virtualmente indetectables.
“Con el fin de ofrecer terapias basadas en estimulación de circuito cerrado, que es un gran objetivo para las personas que tratan el Parkinson y la epilepsia y una variedad de trastornos neurológicos, es muy importante realizar grabaciones neuronales y estimulación simultáneamente, lo que actualmente no existe un solo dispositivo comercial lo hace ”, dice la coautora del estudio Samantha Santacruz, anteriormente investigadora en UC Berkeley y ahora profesora asistente en la Universidad de Texas en Austin.
A diferencia de otros neuroestimuladores, los dispositivos WAND tienen un diseño único con circuitos integrados personalizados que pueden registrar las señales eléctricas sutiles que emite el cerebro al mismo tiempo que envían impulsos más fuertes para "corregir" las señales defectuosas.
Gracias a WAND, “[b] eado que en realidad podemos estimular y grabar en la misma región del cerebro, sabemos exactamente lo que está sucediendo cuando brindamos una terapia”, señala Muller.
