Avances en la estimulación cerebral profunda

Controlar el apetito, eliminar temblores y tics, regular el estado de ánimo, mejorar la memoria o la atención... Es el objetivo de los pequeños electrodos insertados en la zona del cerebro que se desea activar o bloquear. El secreto: impulsos eléctricos que usan el lenguaje de las neuronas.

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En tiempos de los romanos, existía un remedio bastante extendido para los dolores de cabeza. Cuando parecía que el cerebro les iba a estallar, se llevaban a la cama un pez, en concreto, una raya torpedo, y dejaban que les propinara una descarga eléctrica en el cráneo. ¡Zas! Adiós a la jaqueca. Aunque también se les debía de quedar una buena cara de susto después del chispazo. Sin saberlo, los matasanos del siglo I antes de Cristo actuaban sobre la actividad eléctrica del casquete pensante. “La electricidad se puede utilizar para controlar la actividad de los circuitos con bajo rendimiento o para suprimir la actividad de los circuitos hiperactivos, del mismo modo que un atenuador puede ajustar la intensidad de las luces en una habitación”, explica Andrés Lozano a MUY.


No es electricista, sino neurocirujano. Uno de los mejores del mundo en su campo. Y los cableados de los que habla no están hechos de cables e interruptores, sino de neuronas. “En circunstancias normales, los circuitos cerebrales localizados que controlan los movimientos, las emociones, la memoria, el hambre o la empatía funcionan bien y la vida transcurre con normalidad”, dice Lozano, que de niño fue trasladado de su Sevilla natal a Canadá, donde actualmente desarrolla su trabajo. Los problemas, continúa, surgen cuando alguno se estropea. “Una avería en el circuito motor da lugar a la enfermedad de Parkinson; en el alzhéimer, se daña el cableado de la memoria; y si irrumpe la depresión, empieza a desbaratarse el sistema responsable del estado de ánimo”, subraya. ¿Por qué no repararlo usando el mismo lenguaje que emplean las neuronas para comunicarse, es decir, impulsos eléctricos?

 


Marcapasos para la mente

Este es el propósito de la estimulación cerebral profunda, que consiste en colocar un electrodo en el encéfalo del paciente y controlar su activación con un marcapasos. Un invento del siglo XXI mucho más sofisticado que las rayas torpedo de los romanos. Lozano, pionero en la técnica, dice que funciona de manera parecida a un radiotransistor. Primero se sintoniza la emisora ánimo o movimiento o memoria, y se fija el dial. Luego se sube o se baja el volumen. “Amplificamos o reducimos la señal eléctrica en función de cuál es el problema a tratar”, explica. La señal debe ser continua: veinticuatro horas, siete días a la semana, 365 días al año. Y es totalmente reversible.

Si en algún momento a Lozano le surgieron dudas de que estaba ante algo importante, se disiparon de golpe cuando, en 1997, le presentaron el caso de un niño de nueve años con distonía, una enfermedad que hace que los músculos se contraigan y el cuerpo se retuerza. “El crío había sido perfectamente normal hasta los seis años, cuando se empezó a arquear”, recuerda el neurocirujano. En primer lugar, se torció su pie derecho; después, el izquierdo; a continuación, sus brazos. Cuando le llevaron el caso, tenía también el tronco doblado y ya no era capaz de caminar, ni siquiera de sentarse. Solo podía moverse gateando sobre el vientre.

 

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Adiós, distonía

“No respondía a ninguna medicina; no sabíamos qué hacer con aquel niño, a dónde acudir en el cerebro”, recuerda. Pero, entonces, se acordaron de los buenos resultados que les estaba dando la técnica con el párkinson y se les encendió la bombilla. “¿Y si intentamos apagar la misma área en el cerebro que suprimimos en el párkinson y vemos qué pasa?, nos preguntamos. El resultado fue inesperado y bastante espectacular: el chaval volvió a andar y pudo llevar una vida normal. Fue, sin duda, de los casos más gratificantes de toda mi carrera”, confiesa emocionado. Un prodigio que parece sacado de una parábola bíblica. Ahora, aquel niño estudia en la universidad. Y esta misma técnica se ha aplicado en cientos de críos con distonía. Miles de enfermos de párkinson saben también de primera mano que la estimulación cerebral profunda hace milagros. Desde mediados de los años noventa, se han implantado más de 100.000 marcapasos cerebrales para eliminar los temblores propios de la enfermedad. Y a los pacientes intervenidos ya no les baila el pulso. Algunos han pasado incluso décadas con los electrodos dentro de la cabeza, y llevan una vida prácticamente normal.


“¡Ojalá los enfermos de alzhéimer puedan decir pronto lo mismo!”, suspira Lozano. Admite que, con ellos, la situación aún está en pañales, pero que ahí andan, a pico y pala. Él mismo llevó a cabo hace poco un experimento que demostró que, con estimulación cerebral profunda, podían aumentar el tamaño del hipocampo, la sede de la memoria, que normalmente encoge en los afectados por la demencia. Era la primera vez que esta herramienta hacía crecer un área del cerebro en un ser humano.

 


Para fijar la atención


El caso de Lavonne Moore también da alas a la esperanza. Después de implantarle electrodos en zonas relacionadas con la toma de decisiones, han comprobado que, a sus 85 años, el alzhéimer no ha podido con ella. A diferencia de otros pacientes con demencia, Lavonne cocina, se viste sola, toca el piano, hace las tareas de casa con absoluta normalidad y participa activamente en las reuniones con amigos. Conserva su independencia, aunque el alzhéimer no se ha ido: sigue ahí. Pero lleva más de tres años con el marcapasos cerebral colocado y la enfermedad avanza más despacio que en ningún otro paciente. Según sus médicos, todo es gracias a la estimulación nerviosa que aplican a su lóbulo frontal, el encargado de tomar decisiones, planificar y concentrar la atención.

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No acaba ahí la cosa. ¿Un niño autista de trece años que jamás ha pronunciado una sola palabra? La estimulación cerebral profunda ha hecho que hable por primera vez. ¿Un paciente con síndrome de Tourette que acumula tantos tics que no puede llevar una vida normal y hasta tiene varios huesos rotos por daños autoinfligidos sin control? Esta herramienta le ha borrado los tics de un plumazo. ¿Una persona obesa con una gula incontrolable que pone su salud en peligro? Un marcapasos cerebral y, voilá!, controla su apetito y consigue un peso saludable. Incluso hay científicos en Alemania y Nueva Zelanda que plantean usar esta técnica para acabar con adicciones al alcohol, la cocaína o la heroína.

 


Impredecible efecto rebote

Lo único que frena un poco el entusiasmo ante esta revolucionaria técnica es que depende de un procedimiento quirúrgico invasivo. Implica taladrar el cráneo, hacer dos orificios, colocar sendos electrodos y, luego, implantar una especie de marcapasos bajo la clavícula. Eso, y que aún no tenemos suficiente conocimiento del cerebro para mantener bajo control por completo sus efectos. Es difícil, por no decir imposible, lograr que la estimulación eléctrica afecte solo al pequeño grupo de neuronas que funciona mal. Alterar el tráfico de una autopista del cerebro acaba perturbando al resto de las carreteras neuronales. Y aparecen efectos secundarios. Por ejemplo, se ha visto que los implantes en pacientes con párkinson fomentan los trastornos impulsivos, como la adicción al juego y la hipersexualidad. Por eso, de momento solo se aplica cuando la situación del paciente es desesperada y ni la medicación ni ningún tratamiento tienen éxito. El primer escollo, el de la cirugía, se podría superar con relativa facilidad. El año pasado, científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) encontraron una alternativa que permite estimular áreas de las profundidades del cerebro con electrodos colocados sobre el cuero cabelludo.

 


Adiós a las trepanaciones

La técnica ha sido bautizada como estimulación de interferencia temporal (EIT) y, tras probarla en ratones, los investigadores consiguieron inducir el movimiento de bigotes, orejas y patas. Lo que hacen, en esencia, es mandar dos señales eléctricas de alta frecuencia desde puntos opuestos del cráneo.

 


El maná de las nanopartículas


Las corrientes de la EIT son demasiado rápidas para hacer efecto sobre las neuronas: no les hace ni cosquillas. Pero, en el punto donde se cruzan, en el cerebro profundo, la interferencia crea una onda eléctrica de un hercio, es decir, de una frecuencia que sí excita las células nerviosas. De este modo, estimulan el núcleo del encéfalo, sin necesidad de recurrir a la neurocirugía y sin afectar al resto de la cabeza. Otra opción sumamente atractiva consiste en emplear la luz para activar o inhibir las neuronas. Es lo que se conoce como optogenética. Hasta ahora, se habían utilizado ondas de luz azul-verde para encender y apagar neuronas mediante la introducción de sondas invasivas en el cerebro. Pero Shuo Chen y sus compañeros del Instituto de Ciencias del Cerebro Riken de Japón han conseguido el mismo efecto mediante la inyección de nanopartículas especiales e inocuas que, cuando interactúan con luz infrarroja aplicada desde el exterior, permiten estimular o bloquear neuronas a la carta. “Es un paso clave hacia un cerebro controlado ópticamente”, valoraban los expertos tras la publicación del avance en la revista Science.

Mientras tanto, que se hable de “controlar el cerebro” da pie a soñar con ir más allá de curar enfermedades neurológicas. Abre la puerta, quizá, a potenciar las capacidades mentales básicas de individuos sanos. Tomando prestada la metáfora de Lozano, la estimulación cerebral profunda podría “ajustar el volumen” de la memoria, la inteligencia, la empatía, la alegría, la tristeza, la agresividad, la impulsividad, la moralidad o la toma de decisiones. Para convertirnos en individuos más listos, menos desmemoriados, más felices, menos agresivos, más inteligentes o más hábiles socialmente, a demanda. En la misma línea, en el ámbito deportivo se investiga cómo usarla para aumentar la coordinación motora o reducir la sensación de fatiga de los atletas. Sin embargo, para Lozano eso sería neurocirugía cosmética. Por el momento, al margen de lo que consideramos ético.