Estimulan el cerebro con electrodos para tratar la depresión y el TOC

La estimulación cerebral no invasiva es una nueva esperanza para comprender y tratar una gran variedad de afecciones neurológicas y psiquiátricas sin intervención quirúrgica ni implantes, aseguran Friedhelm Hummel y Pierre Vassiliadis, de la Facultad de Ciencias de la Vida de la EPFL (Suiza) pioneros en un nuevo enfoque en este campo, abriendo fronteras en el tratamiento de afecciones como la adicción y la depresión.

Su investigación, aprovechando la estimulación eléctrica por interferencia temporal transcraneal (tTIS), se dirige específicamente a regiones profundas del cerebro que son los centros de control de varias funciones cognitivas importantes y están involucradas en diferentes patologías neurológicas y psiquiátricas.

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La investigación, publicada en 'Nature Human Behavior ', destaca el enfoque interdisciplinario que integra medicina, neurociencia, computación e ingeniería para mejorar nuestra comprensión del cerebro y desarrollar terapias que potencialmente cambian la vida.

Los trastornos neurológicos se caracterizan por ser patologías complejas que involucran múltiples regiones y circuitos cerebrales. Son notoriamente difíciles de tratar debido a la naturaleza intrincada y poco comprendida de las funciones cerebrales y al desafío de administrar terapias a las estructuras cerebrales profundas sin procedimientos invasivos.

«La estimulación cerebral profunda invasiva ya se ha aplicado con éxito a los centros de control neuronal profundamente arraigados para frenar la adicción y tratar el párkinson, el TOC o la depresión -afirma Hummel-. La diferencia clave con nuestro enfoque es que no es invasivo, lo que significa que utilizamos estimulación eléctrica de bajo nivel en el cuero cabelludo para apuntar a estas regiones».

Vassiliadis, autor principal del artículo, describe este nuevo tipo de estimulación como el uso de dos pares de electrodos conectados al cuero cabelludo para aplicar campos eléctricos débiles dentro del cerebro. «Hasta ahora, no podíamos apuntar específicamente a estas regiones con técnicas no invasivas, ya que los campos eléctricos de bajo nivel estimularían todas las regiones entre el cráneo y las zonas más profundas, lo que haría que cualquier tratamiento fuera ineficaz. Este enfoque nos permite seleccionar estimulan regiones cerebrales profundas que son importantes en los trastornos neuropsiquiátricos», explica.

La técnica innovadora se basa en el concepto de interferencia temporal, explorado inicialmente en modelos de roedores y ahora traducido con éxito a aplicaciones humanas por el equipo de EPFL. En este experimento, un par de electrodos se ajusta a una frecuencia de 2000 Hz, mientras que el otro se ajusta a 2080 Hz. Gracias a modelos computacionales detallados de la estructura cerebral, los electrodos se colocan específicamente en el cuero cabelludo para garantizar que sus señales se crucen en la región objetivo.

Es en este momento cuando se produce la magia de la interferencia: la ligera disparidad de frecuencia de 80 Hz entre las dos corrientes se convierte en la frecuencia de estimulación efectiva dentro de la zona objetivo. La brillantez de este método reside en su selectividad; las frecuencias de base altas (p. ej., 2000 Hz) no estimulan la actividad neuronal directamente, lo que deja el tejido cerebral interpuesto no afectado y centra el efecto únicamente en la región objetivo.

El foco de esta última investigación es el cuerpo estriado humano, un actor clave en los mecanismos de recompensa y refuerzo. «Estamos examinando cómo el aprendizaje por refuerzo, esencialmente cómo aprendemos a través de recompensas, puede verse influenciado al apuntar a frecuencias cerebrales específicas», destaca Vassiliadis.

Al aplicar estimulación del cuerpo estriado a 80 Hz, el equipo descubrió que podían alterar su funcionamiento normal, afectando directamente al proceso de aprendizaje.

El potencial terapéutico de su trabajo es inmenso, particularmente para condiciones como la adicción, la apatía y la depresión, donde los mecanismos de recompensa juegan un papel crucial. «En las adicciones, por ejemplo, las personas tienden a exagerar las recompensas. Nuestro método podría ayudar a reducir este énfasis patológico excesivo», señala Vassiliadis, que también es investigador en el Instituto de Neurociencia de la UCLouvain.

Además, el equipo está explorando cómo diferentes patrones de estimulación pueden no sólo alterar sino también mejorar potencialmente las funciones cerebrales. «Este primer paso fue probar la hipótesis de que 80 Hz afectan el cuerpo estriado, y lo logramos interrumpiendo su funcionamiento. Nuestra investigación también es prometedora en la mejora del comportamiento motor y el aumento de la actividad del cuerpo estriado, particularmente en adultos mayores con capacidades de aprendizaje reducidas», Vassiliadis añade.