Eduardo Martínez de la FeInvestigadores de la Universidad de California en San Francisco, de la Universidad de Brown (Providence), del Departamento de Neurología de la Clínica Mayo en Rochester, todas en Estados Unidos, así como de la Universidad de Oxford (UK), han desarrollado el primer dispositivo que permite la grabación inalámbrica continua y directa de toda la señal del cerebro humano durante muchas horas.
Se trata de una interfaz neuronal bidireccional implantable, para la transmisión inalámbrica multicanal de las señales eléctricas generadas en los tejidos nerviosos y neuronas cuando aparecen desequilibrios en la actividad cerebral.
Gracias a este dispositivo, los médicos pueden observar en tiempo real la actividad cerebral de los pacientes que viven con Parkinson (una enfermedad progresiva del sistema nervioso que afecta al movimiento) y luego usar esa información para ajustar la estimulación proporcionada por un dispositivo implantado.
Mirada única
El registro directo de la actividad cerebral profunda y superficial ofrece una mirada única a las causas subyacentes de muchos trastornos cerebrales, destacan los investigadores.
Añaden que, hasta ahora, los desafíos tecnológicos han limitado las grabaciones cerebrales humanas directas a períodos de tiempo relativamente cortos y además solo en entornos clínicos controlados.
«Este es realmente el primer ejemplo de grabación inalámbrica de la actividad cerebral humana profunda y superficial durante un período prolongado de tiempo en el entorno del hogar de los participantes», explica uno de los desarrolladores, Kari Ashmont, en un comunicado.
«También es la primera demostración de estimulación cerebral profunda personalizada en casa», añade.
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Implicaciones significativas
Las implicaciones de este tipo de grabación son significativas: la nueva tecnología permite validar las firmas neuronales durante las actividades diarias ordinarias, aunque el paciente esté en su casa.
Otra ventaja de registrar durante largos períodos de tiempo la actividad cerebral es que permite identificar cambios distintos en la actividad cerebral (biomarcadores) que podrían predecir los trastornos del movimiento en pacientes individuales.
Esta ventaja adicional permite un nivel de tratamiento personalizado de estimulación cerebral profunda (Deep Brain Stimulation o DBS) que hasta ahora era imposible de lograr.
La Estimulación Cerebral Profunda consiste en implantar un aparato médico que envía impulsos eléctricos a puntos específicos del cerebro.
Hasta ahora la DBS se ha usado para enfermedades resistentes a tratamientos convencionales, como el dolor crónico o la enfermedad de Parkinson, porque cambia la actividad cerebral de una manera controlada y reversible.
Imagen cortesía del laboratorio Starr. NIH.
Biblioteca de biomarcadores
La nueva tecnología crea una biblioteca de biomarcadores para cada paciente y programa cada unidad DBS según sus necesidades personales, consiguiendo incluso adaptar cada unidad de estimulación profunda a las necesidades que se registran en diferentes momentos del día, algo insólito en estos tratamientos.
Todo ello se puede hacer sin necesidad de proximidad física entre el paciente y el médico, lo que representa una ventaja crítica en tiempos de pandemia.
El dispositivo dispone de tecnologías específicas para la monitorización remota de pacientes: aunque se diseñaron originalmente para enfermos de Parkinson, tienen aplicaciones más amplias para otros pacientes que requieran también estimulación craneal profunda sin salir de casa.
Cuestiones éticas
Los investigadores son conscientes que dejar expuesta la actividad cerebral a terceras personas durante mucho tiempo plantea serios problemas sobre la privacidad de los usuarios.
Señalan, no obstante, que el registro de actividad cerebral solo abarca anomalías relacionadas con determinadas enfermedades neurodegenerativas, sin que nadie pueda relacionar esas firmas neuronales con comportamientos de los pacientes fuera de la terapia.
Por eso plantean que los pacientes pueden quitarse los dispositivos portátiles y apagar las grabaciones cerebrales cada vez que deseen desarrollar una actividad íntima.
La experiencia que supone el uso de este dispositivo, que en el curso de esta investigación se aplicó a cinco personas a lo largo de 15 meses, se está aprovechando también para profundizar y resolver el posible dilema ético que pueda plantear.
Protocolos combinados
Por un lado, los participantes en este experimento fueron invitados a participar en proyectos de neuroética, la ciencia que estudia las implicaciones éticas, legales y sociales de la neurociencia, para identificar posibles preocupaciones sobre esta tecnología.
Por otro lado, se entrevistó también a personas que optaron por no participar en el proyecto, para conocer las reservas que presenta esta tecnología.
Los investigadores señalan que la información recogida en ambos casos se utilizará para desarrollar pautas y protocolos éticos para aplicaciones futuras, con la finalidad de lograr un equilibrio apropiado entre ciencia y privacidad.
Referencia
Long-term wireless streaming of neural recordings for circuit discovery and adaptive stimulation in individuals with Parkinson’s disease. Ro’ee Gilron et al. Nat Biotechnol (2021). DOI:https://doi.org/10.1038/s41587-021-00897-5
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