Un estimulador cerebral para una memoriacorrecta

Büergin, J. (2015). New York Episodes [Fotografía]. Recuperado de: http://www.juergenbuergin.com

¿Puede la estimulación cerebral profunda afectar

cómo y qué recordamos?

Para algunas de las aproximadamente 10 millones

de personas en el mundo con alguna lesión

cerebral traumática (TBI, por sus iniciales en

inglés), la formación y posesión de nuevos

recuerdos puede ser una de las cosas más difíciles a

realizar en un día. Ahora bien, imagine un

dispositivo implantado en el cerebro que pueda

ayudarles a codificar sus recuerdos por medio de

pequeñas descargas eléctricas.

Los primeros pasos en la realización de una

neuroprótesis para la memoria, se han hecho en la

Universidad de Pensilvania, donde los

investigadores han comenzado sus pruebas en

pacientes con cirugías cerebrales para tratar de

localizar e influir en los procesos que controlan la

formación de la memoria.

Cuando las personas sufren lesiones cerebrales,

ocurren distintas cosas. Las neuronas pueden estar

dañadas por el impacto inicial, por los coágulos o

por la hinchazón cerebral que resulta

posteriormente. Los axones que conectan las

regiones del cerebro pueden ser severamente

sacudidos durante el impacto, y en algunos casos,

literalmente, se separan de las neuronas.

El cerebro es “una compleja red de neuronas donde

todas se comunican entre sí”, dice Matthew

Kirschen, neurólogo pediátrico del Hospital de

Niños de Filadelfia — que no está involucrado en la

investigación de Pensilvania — “todo lo que necesitas

es un poco de interrupción en el proceso axonal y

la memoria se deteriorará.”

El equipo de Pensilvania es uno de los tantos

financiados en los Estados Unidos por DARPA, la

agencia de investigación del Pentágono, para

diseñar y construir estimuladores que podrían

influir en la cognición de la memoria, grabando

constantemente la función cerebral y el cambio

continuo de determinadas zonas del cerebro con

dosis bajas de electricidad (ver “ Financiamiento

Militar para Interfaces de Ordenadores cerebrales para

Controlar Sentimientos “).

Este equipo, liderado por el neurocientífico

cognitivo Michael Kahana, ya ha comenzado a

analizar las grabaciones del cerebro de los

pacientes con epilepsia severa. Como parte de su

tratamiento, estos pacientes reciben una pequeña

malla o red de electrodos debajo de sus cráneos,

que se llevan de dos a siete semanas. Los electrodos

recogen registros EEG

(Electroencefalográficos) que se utilizan para

determinar el lugar dónde se originan las

convulsiones en cada cerebro, permitiendo así, una

ubicación exacta del tejido afectado y que será

retirado en una cirugía.

Mientras algunos se someten a este tratamiento,

otros pacientes se ofrecen como voluntarios para

que Kahana analice los resultados mientras

realizan diversos juegos de memoria en una

computadora. En este caso, los electrodos EEG

registran la actividad eléctrica de miles de decenas

de neuronas a la vez; Kahana dice que algunas de

Una radiografía muestra electrodos deEEG bajo el cráneo de un paciente conepilepsia. Imagen cortesía de Ashwini

Sharan y Mike Sperling | ThomasJe�erson University Hospitals

las ondas cerebrales medidas de esta manera, se

correlacionan con la función de la memoria.

El vínculo entre las oscilaciones registradas en los

EEG y los recuerdos, aún no está claro, pero los

investigadores de Pensilvania sospechan que ciertas

frecuencias podrían ofrecer un posible marcador de

la eficacia de los recuerdos de las personas. Estas

frecuencias incluyen las llamadas oscilaciones tipo

zeta, que representan la actividad neuronal en el

hipocampo, una región importante del cerebro para

la creación de nuevos recuerdos. “Ellos creen que

estas oscilaciones son las más importantes para la

formación de la memoria, puesto que, están a

menudo presentes en el hipocampo”, dice Josh

Jacobs, profesor suplente de la Escuela de

Ingeniería Biomédica, Ciencias y Sistemas de Salud

de la Universidad de Drexel, quien está trabajando

en el proyecto.

En 2013, investigadores de la Universidad de

California, Davis, crearon lesiones cerebrales en 56

ratas, disminuyendo seriamente sus oscilaciones

zeta. Demostraron que la estimulación eléctrica del

núcleo septal medial, una parte de la región del

hipocampo en el cerebro, ayudó a que las ratas

escaparan más rápido de un laberinto.

Si el equipo de Pensilvania es capaz de identificar

los marcadores de la formación de la memoria, se

tratará de influir en ellos mediante la estimulación

del cerebro con dosis bajas de electricidad. El

objetivo es probar que con la manipulación de los

circuitos del cerebro en cualquier estado,

reproducirá una mejora en las funciones de la

memoria de un paciente en específico.

Kahana, que es director del Laboratorio

Computacional de la memoria de esta Universidad,

menciona que es demasiado pronto para decir si la

idea va a funcionar. “Queremos que el cerebro

exhiba un cierto patrón de actividad eléctrica”, dice.

“Es un gran salto, decir que, de alguna manera

podemos dar un avance en este estado, dándole un

pequeño empujón.”

La estimulación cerebral eléctrica ya se usa

ampliamente para detener los temblores físicos

asociados con la enfermedad de Parkinson. Aunque

no está claro por qué la tecnología funciona,

algunos piensan que actúa para suprimir las

neuronas sobreexcitadas. Alrededor de 125.000

personas han recibido estimuladores cerebrales

profundos; casi todos los dispositivos son diseñados

por el fabricante de dispositivos médicos

Minneapolis Medtronic.

El dispositivo de Medtronic utiliza un cable para

estimular el cerebro con impulsos constantes de

electricidad. El dispositivo que los investigadores de

Pensilvania esperan construir, será diferente con la

ayuda de Medtronic: Jacobs dice que se usarán

decenas de electrodos en el cerebro para registrarlo

y estimularlo. La estructura podría aplicar la

corriente necesaria para pasar entre los electrodos,

y entonces, alterar la actividad de las neuronas en

las regiones. “Usted, teóricamente, podría grabar y

cambiar rápidamente para obtener los circuitos que

reajusten su memoria “, dice Jacobs.

Más de 270.000 miembros de las fuerzas armadas

estadounidenses han sido diagnosticados con TBI

desde el 2000 (ver “El Trauma Cerebral en Irak”), de

acuerdo con DARPA, representa una indispensable

necesidad de tratamientos eficaces, aun cuando la

mayoría de las lesiones no se producen en zonas de

guerra. El equipo de Pensilvania dice que la espera

tardaría dos años más estudiando las señales de la

memoria y otros dos años en el desarrollo del

dispositivo. Las pruebas clínicas en humanos, dice

Kahana, podrían continuar si la investigación tiene

éxito.

Por Andrew Zaleski

Publicado en MIT Technology Review

Traducción por Monica Ortiz Franco