Una investigación internacional liderada por la Universidad de Manchester, en Reino Unido, logró identificar señales eléctricas que distinguen regiones cerebrales vulnerables durante un accidente cerebrovascular. Los experimentos, realizados en ratones y publicados en la revista Brain, también mostraron que la ketamina puede modificar algunos procesos asociados con la expansión de la lesión.
Redacción: Redacción Mundo de la Salud
Editor: Eduardo Schmitz
Un equipo internacional de investigadores ha desarrollado una estrategia experimental para observar con mayor precisión el daño que se produce en el cerebro durante un ictus isquémico. Mediante sensores fabricados con grafeno, científicos de la Universidad de Manchester, en Reino Unido, y centros de investigación de España y Alemania consiguieron registrar señales eléctricas que permiten diferenciar tejidos relativamente sanos, regiones vulnerables y áreas gravemente lesionadas.
El estudio, difundido el 7 de octubre de 2026 y publicado en la revista científica Brain, se realizó en ratones. Sus resultados ofrecen nuevas herramientas para investigar cómo progresa una lesión cerebral después de la interrupción del suministro sanguíneo, aunque todavía no demuestran que el sistema pueda utilizarse de manera segura y eficaz en pacientes humanos.
La investigación también examinó cómo responden los vasos sanguíneos a determinadas alteraciones eléctricas del cerebro y evaluó los efectos de dosis bajas de ketamina sobre esos procesos. Los científicos observaron cambios favorables en la duración de las señales perjudiciales, la respuesta circulatoria y la extensión de las lesiones en el modelo experimental.
El daño cerebral puede continuar después de la obstrucción inicial
El ictus isquémico ocurre cuando una arteria que suministra sangre al cerebro queda bloqueada, generalmente por un coágulo. La interrupción del flujo sanguíneo reduce el aporte de oxígeno y nutrientes necesarios para el funcionamiento de las neuronas.
Si la circulación no se restablece oportunamente, las células de la región afectada pueden sufrir lesiones irreversibles. Sin embargo, el daño no siempre queda limitado al territorio inicialmente privado de sangre.
En las zonas que rodean el núcleo de la lesión pueden persistir células que reciben una cantidad insuficiente de oxígeno, pero que todavía conservan posibilidades de recuperación. Esta región se conoce como penumbra isquémica.
Identificar qué partes del tejido cerebral permanecen viables constituye uno de los principales desafíos de la atención del ictus. La evolución de esas áreas depende de múltiples factores, entre ellos la duración de la obstrucción, la circulación colateral y los cambios metabólicos que aparecen después del episodio.
La investigación de Manchester se concentra en uno de esos mecanismos secundarios: las ondas de actividad eléctrica anormal que pueden propagarse por el tejido cerebral lesionado y contribuir a la expansión del daño.
Las ondas eléctricas revelan la vulnerabilidad del tejido cerebral
Los investigadores estudiaron un fenómeno denominado despolarización propagada cortical. Consiste en una alteración intensa de la actividad eléctrica de las células nerviosas que se desplaza a través de regiones del cerebro.
Estas ondas modifican temporalmente el equilibrio eléctrico de las neuronas y generan una demanda adicional de energía para recuperar su funcionamiento habitual.
En tejido cerebral sano, los mecanismos de regulación vascular pueden responder aumentando el aporte de sangre. Sin embargo, cuando una región ya presenta problemas de perfusión, esa respuesta puede resultar insuficiente o incluso perjudicial.
En determinadas circunstancias, las ondas de despolarización se acompañan de una disminución adicional del flujo sanguíneo, lo que agrava la falta de oxígeno y aumenta la vulnerabilidad de las células.
Los científicos consideran que comprender estas respuestas puede ayudar a explicar por qué algunas regiones inicialmente recuperables terminan sufriendo daños permanentes.
Hasta ahora, una dificultad importante era registrar con suficiente precisión las señales eléctricas lentas asociadas con estos procesos. Los métodos convencionales de monitorización no siempre permiten distinguir todos sus componentes.
El grafeno permite registrar señales difíciles de detectar
Para superar esas limitaciones, el equipo utilizó sensores cerebrales basados en grafeno, un material formado por una estructura extremadamente delgada de átomos de carbono.
Sus propiedades eléctricas permiten desarrollar dispositivos capaces de detectar cambios muy pequeños en la actividad de los tejidos biológicos.
Los investigadores colocaron los sensores directamente sobre el cerebro de ratones sometidos a un modelo experimental de ictus. El sistema registró las variaciones eléctricas asociadas con las ondas de despolarización y permitió examinar características que resultaban difíciles de observar mediante técnicas tradicionales.
El análisis mostró que la forma y duración de las señales contenían información sobre el estado del tejido circundante.
Los registros permitieron distinguir regiones que conservaban una respuesta relativamente saludable, áreas sometidas a condiciones de vulnerabilidad y zonas donde el daño era más avanzado.
Esta diferenciación es importante porque no todas las regiones afectadas por un ictus presentan las mismas posibilidades de recuperación.
La tecnología podría contribuir a identificar cambios fisiológicos que preceden al deterioro irreversible, aunque esa aplicación clínica todavía necesita investigaciones adicionales.
El comportamiento de los vasos sanguíneos ofreció información adicional
Uno de los hallazgos centrales fue la relación entre las señales eléctricas registradas y los cambios del flujo sanguíneo.
En las regiones cerebrales mejor conservadas, las ondas de despolarización podían acompañarse de un incremento de la circulación, una respuesta que ayuda a cubrir las necesidades energéticas de las células.
En cambio, las zonas más vulnerables presentaron respuestas circulatorias alteradas. En algunos casos, el paso de las ondas coincidió con una reducción adicional del aporte sanguíneo.
Esta diferencia permitió a los investigadores relacionar las características de las señales eléctricas con el grado de vulnerabilidad del tejido.
El resultado sugiere que la monitorización cerebral podría proporcionar información fisiológica complementaria a las imágenes utilizadas habitualmente para evaluar un accidente cerebrovascular.
No obstante, los registros eléctricos experimentales no sustituyen las técnicas de diagnóstico por imagen ni permiten, por sí solos, establecer la extensión completa de una lesión.
La ketamina modificó las señales perjudiciales en ratones
Además de caracterizar las alteraciones eléctricas, los investigadores analizaron si podían modificar sus efectos mediante una intervención farmacológica.
Para ello utilizaron dosis bajas de ketamina, un medicamento conocido por sus aplicaciones anestésicas y por otras indicaciones clínicas específicas.
En el modelo experimental, el tratamiento acortó la duración de determinados episodios eléctricos perjudiciales y mejoró algunas respuestas del flujo sanguíneo.
Los investigadores también observaron una reducción del tamaño global de las lesiones cerebrales en los animales tratados.
Estos resultados sugieren que las ondas de despolarización podrían constituir un objetivo para futuras investigaciones sobre protección del tejido cerebral.
Sin embargo, el estudio no demuestra que administrar ketamina mejore la recuperación de pacientes con ictus. Las respuestas observadas en ratones no pueden trasladarse automáticamente a personas, y todavía es necesario determinar qué dosis, condiciones de administración y perfiles de seguridad serían apropiados.
La ketamina tampoco debe considerarse un tratamiento establecido para limitar el daño cerebral durante un ictus sobre la base de estos resultados preclínicos.
Una colaboración entre Reino Unido, España y Alemania
La investigación reunió especialistas de la Universidad de Manchester, el Instituto de Microelectrónica de Barcelona, perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), y el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2).
También participó la empresa Multi Channel Systems, de Alemania, especializada en tecnologías de registro electrofisiológico.
El trabajo combinó conocimientos de neurociencia, microelectrónica, ciencia de materiales y fisiología vascular.
Samuel M. Flaherty, investigador de la Universidad de Manchester y autor principal del estudio, explicó que la tecnología abre la posibilidad de desarrollar sistemas capaces de representar en tiempo real la vulnerabilidad de distintas regiones cerebrales durante un ictus.
Rob Wykes, investigador vinculado a Manchester y al UCL Queen Square Institute of Neurology, destacó que las señales registradas proporcionan información sobre el estado del tejido que rodea la lesión y sobre su posible deterioro posterior.
Por su parte, Anton Guimerà-Brunet, del Instituto de Microelectrónica de Barcelona, señaló que la monitorización de estos procesos podría ayudar a identificar momentos en los que una intervención tenga mayores posibilidades de modificar la evolución del daño.
Cómo se diferencia este avance de los tratamientos actuales del ictus
La atención del ictus isquémico se centra inicialmente en reconocer los síntomas, confirmar el diagnóstico y determinar si es posible restablecer la circulación mediante tratamientos de reperfusión.
Entre las intervenciones disponibles se encuentran la trombólisis intravenosa, indicada para determinados pacientes, y la trombectomía mecánica, que permite retirar coágulos de algunas arterias cerebrales de gran tamaño.
La elección depende del tiempo transcurrido desde el inicio de los síntomas, los resultados de las pruebas de imagen, la localización de la obstrucción y otras características clínicas.
El nuevo sistema de grafeno no busca reemplazar esos procedimientos. Su objetivo experimental es obtener información sobre los procesos que pueden continuar afectando al tejido cerebral durante la evolución de la lesión.
Este enfoque resulta relevante porque restablecer el flujo sanguíneo no garantiza que todas las regiones afectadas recuperen su funcionamiento.
En investigaciones anteriores también se han estudiado tratamientos complementarios después de la trombectomía, con el propósito de reducir el daño residual y mejorar los resultados neurológicos.
Ambas líneas de investigación abordan etapas diferentes del problema: una intenta modificar las consecuencias del ictus mediante tratamientos adicionales y la otra busca mejorar la identificación de las regiones cerebrales más vulnerables.
Qué obstáculos deben superarse antes de utilizar estos sensores en pacientes
El desarrollo de un dispositivo experimental de monitorización cerebral requiere superar diversas etapas antes de llegar a la práctica clínica.
En primer lugar, es necesario confirmar que las señales identificadas en ratones también permiten distinguir de manera fiable el estado del tejido cerebral humano.
También debe evaluarse la seguridad de los sensores, especialmente porque el procedimiento utilizado en los experimentos implicó colocarlos directamente sobre el cerebro.
La posibilidad de obtener registros prolongados, la estabilidad del material y la compatibilidad con otros equipos médicos son aspectos relevantes para futuras investigaciones.
Otro desafío consiste en determinar si la información proporcionada por el dispositivo puede modificar decisiones terapéuticas y mejorar resultados clínicos importantes, como la supervivencia, la recuperación funcional o la reducción de secuelas.
Una tecnología puede ofrecer mediciones fisiológicas muy precisas sin que eso signifique necesariamente que su utilización produzca beneficios demostrados para los pacientes.
Por esa razón, las futuras investigaciones deberán evaluar tanto la calidad de los registros como su utilidad real para orientar tratamientos.
La monitorización podría complementar la medicina personalizada
Uno de los posibles usos futuros de esta tecnología consiste en adaptar las intervenciones a las características del tejido cerebral de cada paciente.
Dos personas con obstrucciones arteriales aparentemente semejantes pueden presentar diferencias importantes en la circulación colateral, la extensión de la penumbra isquémica y la evolución de las lesiones.
Disponer de información fisiológica continua podría ayudar a comprender esas diferencias y a identificar regiones donde todavía exista tejido potencialmente recuperable.
La aplicación práctica de ese enfoque dependerá de demostrar que las señales registradas permiten tomar decisiones mejores que las obtenidas con las herramientas diagnósticas existentes.
También será necesario establecer si el procedimiento puede incorporarse a situaciones clínicas concretas sin introducir riesgos desproporcionados.
El objetivo de personalizar las intervenciones se relaciona con los avances en rehabilitación individualizada después de un ictus, donde las decisiones se adaptan a las capacidades, limitaciones y necesidades de cada paciente.
Sin embargo, la monitorización de la lesión aguda y la rehabilitación posterior corresponden a etapas distintas de la atención y requieren evidencias específicas.
La investigación aporta información sobre lesiones cerebrales secundarias
El interés científico del estudio no se limita al desarrollo de sensores. También aporta nuevos datos sobre cómo interactúan las alteraciones eléctricas neuronales y las respuestas vasculares durante una lesión cerebral.
Los investigadores observaron que la misma clase de fenómeno eléctrico puede acompañarse de respuestas diferentes según el estado del tejido.
Esta variabilidad ayuda a explicar por qué determinadas regiones mantienen una capacidad de recuperación mientras otras continúan deteriorándose.
Comprender esos mecanismos resulta relevante para el desarrollo de estrategias destinadas a proteger el tejido que todavía no ha sufrido daños irreversibles.
Otras investigaciones han explorado alternativas dirigidas a reparar las consecuencias del ictus, como las terapias experimentales con células madre para la regeneración cerebral.
La diferencia es que los sensores de grafeno buscan identificar procesos fisiológicos durante la lesión, mientras que las estrategias regenerativas intentan restaurar funciones o tejidos afectados después del daño.
Ambas aproximaciones continúan sujetas a importantes desafíos científicos y clínicos.
Qué demostró el estudio y qué permanece sin resolver
Los experimentos publicados en Brain demostraron que los sensores de grafeno pueden registrar señales eléctricas asociadas con la despolarización propagada cortical y distinguir respuestas relacionadas con diferentes grados de vulnerabilidad del tejido cerebral en ratones.
También mostraron que las respuestas vasculares a estas ondas varían según las condiciones de perfusión y que la administración experimental de ketamina puede modificar algunos de los procesos observados.
Los resultados respaldan el valor de estudiar simultáneamente la actividad eléctrica y el flujo sanguíneo para comprender mejor la evolución de las lesiones.
Sin embargo, todavía no se ha demostrado que estos dispositivos permitan diagnosticar con mayor precisión un ictus en personas, reducir la mortalidad o mejorar la recuperación neurológica.
Tampoco existe evidencia clínica derivada de este trabajo que justifique incorporar ketamina como tratamiento habitual para prevenir la expansión del daño cerebral.
El siguiente desafío consiste en determinar si la información obtenida mediante esta tecnología puede reproducirse en modelos adicionales y, posteriormente, evaluarse mediante investigaciones humanas diseñadas con criterios estrictos de seguridad.
La principal aportación del estudio es haber identificado señales que reflejan la vulnerabilidad del tejido cerebral durante una lesión isquémica, proporcionando una base experimental para investigar formas más precisas de monitorización y protección neurológica.
Fuentes referenciales:
Brain: Perfusion-dependent spreading depolarization signatures identify tissue vulnerability in stroke
Universidad de Manchester: investigación sobre sensores de grafeno y vulnerabilidad cerebral durante el ictus
