Investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Daegu Gyeongbuk (DGIST) en Corea han desarrollado una nueva técnica de estimulación eléctrica cerebral que podría mejorar la recuperación de los pacientes de accidentes cerebrovasculares.
por DGIST (Instituto de Ciencia y Tecnología de Daegu Gyeongbuk)
Descrita en Scientific Reports , la técnica utiliza menos energía y tiene menos efectos secundarios que los métodos existentes.
Un derrame cerebral es una lesión cerebral importante que puede afectar las funciones corporales, como el movimiento, el equilibrio y la deglución, y para recuperarse, las células cerebrales necesitan regenerarse y restablecer las conexiones neuronales . Ha habido varios intentos de mejorar este proceso de recuperación mediante el ejercicio físico o la estimulación eléctrica directa al cerebro.
Sin embargo, la estimulación eléctrica puede tener efectos secundarios indeseables, como problemas del habla y motores, causados por la excitación de neuronas no deseadas alrededor del área objetivo. Además, los dispositivos de estimulación eléctrica suelen consumir mucha energía, lo que significa que su funcionamiento es caro y requieren baterías de alta capacidad. Para desarrollar dispositivos totalmente implantables y portátiles, se deben abordar estos desafíos.
En respuesta, los investigadores de la DGIST desarrollaron un método llamado estimulación eléctrica subumbral, a través del cual se puede aplicar una señal eléctrica de baja potencia a las neuronas en una sinapsis, una unión entre dos neuronas donde se transmiten los impulsos nerviosos eléctricos.
«Al reducir la potencia, podemos minimizar el impacto en las neuronas no objetivo, proporcionando una forma más natural y menos dañina de fomentar la recuperación del cerebro después de un accidente cerebrovascular», explica Kyungsoo Kim, uno de los autores principales del estudio DGIST.
Los investigadores primero exploraron su idea utilizando una simulación por computadora, antes de probar la técnica en ratas. El experimento físico implicó la estimulación eléctrica subumbral de neuronas postsinápticas en el cerebro de las ratas. Al mismo tiempo, las ratas corrían sobre una rueda que estimulaba naturalmente las neuronas presinápticas. Este proceso se realizó dos veces al día durante 16 días. Al final del tratamiento, monitorearon el comportamiento de las ratas y evaluaron la presencia de proteínas que significan recuperación neuronal.
Los resultados mostraron que ni el ejercicio ni la estimulación eléctrica subumbral por sí solos pudieron iniciar un impulso nervioso en la sinapsis. Sin embargo, cuando ocurrieron simultáneamente, las neuronas alcanzaron el umbral requerido para disparar una señal. Los investigadores encontraron que las regiones cerebrales estimuladas contenían niveles más altos de proteínas neuronales específicas, lo que indica que se había llevado a cabo una reconstrucción neuronal. También vieron mejoras en el comportamiento de las ratas. En conjunto, estos resultados implican que la estimulación eléctrica por debajo del umbral, cuando se combina con el entrenamiento motor al comienzo de la rehabilitación, puede fortalecer las conexiones entre las regiones del cerebro y ayudar a la recuperación motora.
«Nuestro enfoque aumentó con éxito la supervivencia de las conexiones neuronales después de un accidente cerebrovascular, al tiempo que redujo el consumo de energía y evitó los efectos secundarios», dice Seung-Jun Yoo, otro autor principal del estudio de DGIST.
El siguiente paso será probar si la técnica funciona para el daño cerebral inducido por accidente cerebrovascular de diferente gravedad. En el futuro, la estimulación cerebral profunda y otros tratamientos eléctricos pueden superar las limitaciones de los medicamentos existentes para tratar una amplia gama de diferentes enfermedades cerebrales.
