09 May Un “marcapasos” cerebral podría ayudar a superar problemas de memoria
Pulsos bien sincronizados provenientes de electrodos implantados en el cerebro pueden mejorar la memoria en algunas personas, informaron los científicos el jueves, en la demostración más rigurosa hasta hoy, de cómo un abordaje similar al de un marcapasos podría ayudar a reducir los síntomas de demencia, lesiones en la cabeza y otras enfermedades.
El informe es el resultado de décadas de trabajo de decodificación de las señales cerebrales, ayudado en los últimos años por los grandes subsidios del Departamento de Defensa destinados a desarrollar tratamientos novedosos para las personas con lesiones cerebrales traumáticas, una herida emblemática de las guerras de Irak y Afganistán. La búsqueda, liderada por un equipo de la Universidad de Pensilvania, fue presentada en la publicación Current Biology.
Los intentos previos por estimular la memoria humana con electrodos implantados había producido resultados variados: algunos experimento parecían agudizar la memoria, pero otros la enmarañaban. El nuevo trabajo resuelve esta confusión demostrando que la sincronización de la estimulación es crucial.
Cambiar continuamente las áreas de la memoria cuando funcionan mal mejora la codificación cerebral de la nueva información. Aunque hacerlo cuando esas áreas funcionan bien, tal como lo hace la mayoría durante tramos del día, incluyendo los que tienen déficits, deteriora el proceso.
ros en los que estamos afilados,” dijo Michael Kahana, quien junto a Youssef Ezzyat dirigió el equipo de investigación. “Encontramos que presionar al sistema cuando está en un estado de bajo funcionamiento, puede hacerlo saltar a un estado de alto funcionamiento.” Los investigadores son cautelosos en cuanto a que el implante es un procedimiento delicado y que las mejoras informadas no pueden aplicarse ampliamente. El estudio se hizo en pacientes con epilepsia; los científicos todavía tienen mucho trabajo por hacer para determinar si este enfoque tiene el mismo potencial en las personas con otras enfermedades, y de ser así, cuál es la mejor manera de aplicarlo. Aunque al establecer la importancia de la sincronización, el campo parece haber dado un giro, según afirman los expertos.
Los expertos dijeron que el nuevo informe le da a los científicos un plan necesario para la denominada estimulación cognitiva en circuito cerrado: electrodos implantados que tienen dos funciones, monitorear el estado funcional de la áreas de la memoria, momento a momento, y suministrar pulsos solo en los pocos microsegundos en que son eficaces. La esperanza es que esos implantes tan sensibles y sincronizados pudieran reforzar el pensamiento y la memoria en una variedad de enfermedades, incluyendo el Alzheimer y otras demencias, al igual que los déficits por lesiones cerebrales.
“Lo novedoso de este trabajo es que demuestra por qué la estimulación funciona en algunas enfermedades y por qué no lo hace en otras,” comentó Bradley Voytek, profesor adjunto de ciencia cognitiva y neurociencia en la Universidad de California, San Diego, que no estuvo involucrado en el trabajo. “Nos da un plan para avanzar.” Justin Sanchez, director de la oficina de biotecnologías en la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzadas del Pentágono, que distribuyó unos $77 millones para avances en la estimulación cognitiva, dijo: “Para mí, este trabajo es uno de los momentos innovadores con relación a este problema, encontrar ubicaciones en el cerebro para estimularlas de este modo en particular y mejorar el rendimiento”.
El nuevo estudio es el capítulo más reciente de una colaboración extraordinaria, de décadas de duración entre los científicos cognitivos, los neurocirujanos y las personas con epilepsia severa evaluadas para cirugía. La “evaluación” preoperatoria es una expedición de pesca en todo sentido, en la cual los médicos colocan una cantidad de electrodos a través de la parte superior del cráneo y esperan que se produzca una convulsión, para ver si es operable. Muchos de los electrodos se asientan o bien sobre las áreas de la memoria, o bien cerca de ellas, y la espera puede llevar semanas en el hospital. Los científicos cognitivos utilizan esta oportunidad, con el consentimiento del paciente, para presentar las pruebas de memoria y tomar registros.
Este abordaje — denominado registro neural directo, vinculado completamente con la colocación clínica de los electrodos — se transformó en la vanguardia de la investigación en la biología de la memoria humana. Este estudio utilizó datos de 150 pacientes, y tuvo 20 colaboradores de instituciones en todo el país, incluyendo la Universidad Emory, la Universidad de Washington, la Clínica Mayo y la Universidad de California, San Francisco.
En una serie de experimentos, los investigadores hicieron memorizar a los pacientes, listas de palabras y luego, después de una distracción, les pidieron que recordaran libremente la mayor cantidad de palabras posible. Todo el tiempo, los científicos monitorearon un grupo de “puntos calientes” en el cerebro que, el trabajo anterior había mostrado, estaban muy relacionados con la codificación de la memoria. Antes de la pruebas de estimulación, el equipo determinó los parámetros precisos para los estados de alto y bajo funcionamiento de cada paciente.
Cada participante llevó a cabo pruebas repetidas de memorización de palabras, con distintas palabras cada vez; algunas listas fueron memorizadas con estimulación cerebral y otras listas sin estimulación, lo cual sirvió como control. Los autores luego examinaron el rendimiento de la memoria basándose en si la estimulación llegaba durante los estados de bajo funcionamiento en comparación con los de alto funcionamiento.
El equipo entonces analizó estadísticamente los resultados y encontró que las personas tuvieron puntajes apenas más altos que lo usual en las palabras cuya estimulación llegó durante un estado bajo o de obnubilación — y peores, cuando el pulso llegó en un estado alto.
“El efecto de mejoría promedio fue de aproximadamente 12 a 13 por ciento,” dijo Kahana. “Y cuando la estimulación llegó en un buen estado, el promedio fue de aproximadamente el 15 al 20 por ciento peor que lo usual”.
Doris Greenblatt, psiquiatra que participó en el estudio en Emory, dijo que buscaba la cirugía porque su epilepsia le había causado problemas de memoria durante largo tiempo.
“Cada convulsión que tenía desgarraba mi tejido de memoria, y era como si mis recuerdos no estuvieran apegados a nada,” afirmó Greenblatt.
Estuvo de acuerdo con la prueba de memoria para el estudio. “Fue un poco humillante, para ser franca,” cuando habló de la prueba. “Recordaba uno o dos elementos de una lista de objetos en una cocina, por ejemplo, entonces pensé: ‘¡No!, ¿qué más había allí?’” Dijo que no tenía idea de si los electrodos en su cerebro estaban estimulándolo o no.
“Todo lo que puedo decir es que fue agotador, y estaba preocupada por cómo me podía ir en la prueba.” Fue operada de su epilepsia hace un año, por el Dr. Robert Gross, y desde entonces no tuvo más convulsiones; su memoria también mejoró, según sus afirmaciones.
El componente sincronizado en este estudio representó un quiebre claro respecto de los abordajes anteriores. En 2014, el Departamento de Defensa financió a otro grupo que realizó pruebas de estimulación en pacientes con epilepsia, directamente en un área cerebral cerca del hipocampo, que es crucial para la formación de la memoria. Ese abordaje no tuvo en cuenta los estados del cerebro, la función alta y baja y no tuvo éxito.
“Para mí,” dijo Voytek, el nuevo abordaje “es una muestra clara de que se terminó la era de los estimuladores mudos.”
CLARIN/THE NEW YORK TIMES