El futuro de la Estimulación Cerebral Profunda – Entrevista

El doctor Alfonso Fasano, MD, PhD, es un neurólogo italiano entrenado en Italia y Alemania. Es el codirector del programa de cirugía en el Programa de Parkinson Edmond J. Safra en la Clínica para Desórdenes de Movimiento Morton y Gloria Shulman. Es un profesor asociado de medicina en la División de neurología en la Universidad de Toronto e investigador clínico en el Instituto de Investigación Krembil. Sus principales áreas de investigación son los tratamientos de los trastornos de movimiento con tecnologías avanzadas, incluyendo bombas de infusión y neuromoduladores.

En esta entrevista, el Doctor habla del progreso de los tratamientos para Parkinson y de los progresos que se han realizado en términos de investigación para el futuro.

Hay mucha expectativa alrededor de las interfaces de las máquinas para el cerebro, ¿Qué tan realista es que un día tengamos un enlace directo entre nuestro cerebro y nuestras máquinas?

Creo que es muy realista. La principal pregunta es el tiempo en el que ocurrirá. Muchas de esas interfaces ya están funcionando en este momento. Un ejemplo es la estimulación del nervio peroneo, que es la que funciona para mantener los pies arriba en pacientes que han tenido derrames o que tienen una debilidad en los miembros inferiores.

La estimulación cerebral profunda (DBS) para trastornos de movimiento es otro ejemplo que pronto tendrá una estimulación adaptativa, lo que se acercará a una interfaz de una maquina el cerebro mucho más.

Las neuronas son muy sensibles a los campos eléctricos y todas las máquinas que usan electricidad afectan las neuronas. Lo que dificulta la aplicación es que en este momento aun no entendemos la psicología de nuestro sistema nervioso central. En los monos la señal a través de la columna se transmite inalámbricamente desde el cerebro, permitiéndole moverse otra vez. Pero los movimientos de los hombres son mucho más complejos.

Sin embargo, la respuesta corta es que sí. Creo que es algo que va a pasar en los próximos 10 años.

¿La interfaz de una máquina del cerebro ideal tendrá que ser invasiva?

Sí, a pesar de que hay maneras no invasivas de estimular el sistema nervioso. Los ejemplos más comunes son la estimulación magnética y la estimulación transcranial directa. También existe una nueva manera de usar campos eléctricos en pulsos que pueden enfocarse para estimular estructuras profundas del cerebro sin abrirlo. También existe el ultrasonido, que comúnmente se utiliza para crear lesiones en el cerebro, si lo utilizas en una intensidad más baja también se puede cambiar la excitación de las neuronas.

El problema de todos estos es que tienen que estar permanentemente adheridos a las personas y encendidos para funcionar. Las personas no quieren algo que sea visible desde afuera. Las empresas están desarrollando estimuladores mínimamente invasivos para DBS que seguramente serán utilizados en interfaces de máquinas cerebrales.

 

 

¿Es cierto que aún no entendemos precisamente cómo funciona DBS, qué nos hace falta entender?

Es cierto, en medicina muchas veces usamos cosas que funcionan a pesar de que no entendemos cómo. Una idea equivocada muy común sobre DBS es que es un estimulador, cuando en realidad lo que hace es inhibir circuitos. El cerebro es una máquina muy compleja con circuitos excitadores (que activan) e inhibidores (que desactivan). Muchas de estas enfermedades resultan en que uno o más de estos circuitos no se controlas adecuadamente y muchas veces están hiperactivos. Así, tratamos estos circuitos desactivándolos, o inhibiendo su actividad.

Por ejemplo, se sabe que en la enfermedad de Parkinson hay una la falta de dopamina y por eso hay un aumento de la actividad de dos partes del cerebro, el subtálamo y globo pálido. Para tratar la enfermedad necesitamos reducir la actividad de estas regiones. En el pasado los cirujanos solo destruían esas partes del cerebro a través de lesiones, lo que se descubrió por coincidencia, pero esto tenía efectos secundarios permanentes.

Luego se usaron electrodos para leer y grabar la manera en la que las neuronas se estaban disparando. En un punto empezaron a estimular esas neuronas usando electrodos y notaron que la estimulación imitaba los efectos de las lesiones. Las personas lo conectaron a un marcapasos y unas baterías para obtener un flujo constante y encontraron que así podían tratar la enfermedad. Creemos que inhibe el circuito interrumpiendo las señales, lo que confunde a las neuronas y hace que dejen de hacer su trabajo.

Aun así, es una herramienta imperfecta. Muchas personas con DBS ven las mejoras en sus síntomas, pero a menudo pierden capacidades motoras. Por ejemplo, los músicos con Parkinson que son implantados con DBS, a menudo mejoran en sus síntomas, pero pierden sus capacidades motrices finas que les permitían tocar los instrumentos.

¿Puede explicar la próxima generación de DBS que está en desarrollo, la llamada de bucle cerrado (o adaptativa)?

Debo empezar explicando que los marcapasos para el corazón empezaron en los años 50 y solo 12 años después pasaron a usarse de continuos a adaptativos. Esto se debe a que EKG nos dio una buena biomarca que permitió el uso de esta estimulación.

DBS para los trastornos de movimiento empezó a ser utilizado en 1987 y todavía no hemos utilizado sistemas adaptativos, principalmente porque el cerebro es más complicado que el corazón, y aun no tenemos una biomarca que nos permita construir una un sistema adaptativo. Pero recientemente encontramos neuronas en zonas profundas del cerebro que empezaron a oscilarse con una frecuencia específica, que llamamos el grupo Beta relacionado con los momentos Off de los pacientes de Parkinson. Esto nos permitió empezar a desarrollar máquinas que se pueden prender y apagar por este grupo Beta. Esto habría sido imposible en el pasado por todo el ruido que causa la estimulación, pero ahora nosotros también tenemos unos filtros que pueden bloquear este ruido. Esto parece mejorar los resultados, con menos efectos negativos. Aún tenemos algunas incógnitas, pero empezaremos una prueba a ciegas aleatoria para ello en uno meses.

¿Esta versión de DBS será aplicada a los síntomas no motores de otras enfermedades?

Sí, primero simplemente porque algunos de los que se conocen como síntomas no motores son efectos secundarios de los problemas motores. Por ejemplo, muchos de los problemas con el sueño son solo el resultado de no ser capaz de moverse apropiadamente durante la noche cuando el efecto del medicamento se haya acabado.

DBS nos da un mejor acercamiento a los tratamientos que los medicamentos, lo que tiene a llenar el cerebro de drogas. Por lo que es muy útil para las enfermedades que son solo el resultado de un daño en una parte del cerebro. Las zonas del cerebro normalmente se cruzan, lo que puede complicar las cosas. Además de eso, aún no sabemos cómo estimular apropiadamente los circuitos degenerativos, entonces a menudo tenemos resultados que no podemos predecir.

Un caso interesante fue uno de obesidad. Al dirigirnos a la región del cerebro que es responsable del apetito en este paciente, los investigadores dispararon el recuerdo de memorias que se habían olvidado por completo de su vida. Esto llevó a que algunas personas usaran DBS para resolver problemas de la memoria, pero fue difícil replicar los mismos resultados.

Está creciendo la evidencia de que también podremos usar DBS para desórdenes del ánimo, Alzheimer, trauma cerebral, coma, lesionas de la columna y otros problemas en la marcha y el equilibrio.

¿Cuáles son los dispositivos mínimamente invasivos que mencionó antes?

Las empresas están desarrollando dispositivos que son mucho más ligeros, pequeños y fáciles de implantar que los que existen hoy. Solo la disminución del tamaño y del peso removerán algunas de las complicaciones que tenemos con los actuales sistemas de DBS. Esto probablemente llegará al mercado en los próximos cinco años. El mayor reto es tener las baterías, que ahora pueden durar por años, pero son robustas y tienen que ser implantadas en el paciente junto a los electrodos. Estamos investigando baterías recargables que sean mucho más pequeñas.

Un último comentario sobre las curas. Estoy muy seguro de que tendremos curas que serán muy efectivas para algunas de las enfermedades que tratamos con DBS en el futuro, pero será muy difícil curar a todo el mundo, especialmente a los pacientes que tiene formas extrañas de las enfermedades. Las técnicas de neuromodulación que estamos desarrollando son tratamientos sintomáticos que harán la vida mucho más fácil a las personas hasta que se encuentre una cura, y ayudarán a otros casos en los que una cura es menos probable de encontrar.

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Fuente: https://tmrwedition.com/2017/12/13/q-a-with-neuromodulation-expert-dr-alfonso-fasano/amp/