Circuito del dispositivo
Circuito del dispositivo - Rikky Muller, UC Berkeley

El 'marcapasos inalámbrico cerebral' podría ofrecer una nueva terapia para los trastornos neurológicos

El dispositivo ajusta el tratamiento mediante la estimulación y el registro de la corriente eléctrica en el cerebro al mismo tiempo

MadridActualizado:

Un nuevo neuroestimulador, desarrollado por ingenieros de la Universidad de California (EE.UU.), puede escuchar y estimular la corriente eléctrica en el cerebro al mismo tiempo, lo que podría ofrecer tratamientos más precisos a loa pacientes con enfermedades como la epilepsia y el párkinson.

El dispositivo, llamado WAND, funciona como un «marcapasos cerebral», y controla la actividad eléctrica del cerebro además de proporcionar estimulación eléctrica si detecta que algo está mal.

Este tipo de dispositivos pueden ser extremadamente efectivos para prevenir temblores o convulsiones en pacientes con una gran variedad de afecciones neurológicas. Pero las señales eléctricas que preceden a una convulsión o temblor pueden ser extremadamente sutiles, y la frecuencia y la fuerza de la estimulación eléctrica requerida para prevenirlas debe ser igualmente delicadas. Los médicos pueden tardar años en realizar pequeños ajustes antes de que los dispositivos brinden un tratamiento óptimo.

WAND, es un dispositivo inalámbrico y autónomo, lo que significa que una vez que aprende a reconocer los signos de temblor o convulsión puede ajustar los parámetros de estimulación por sí solo para evitar los movimientos no deseados. Y debido a que es de ciclo cerrado, significa que puede estimular y grabar simultáneamente, y es capaz de ajustar estos parámetros en tiempo real.

«El proceso de encontrar la terapia adecuada para cada paciente es extremadamente costoso y puede llevar años. Una reducción significativa tanto en el coste como en la duración puede mejorar los resultados y la accesibilidad», explica Rikky Muller. «Queremos que el dispositivo descubra cuál es la mejor manera de estimular para obtener los mejores resultados en cada pacientes. Y solo se puede hacer escuchando y registrando las firmas neuronales».

El proceso de encontrar la terapia adecuada para cada paciente es extremadamente costoso y puede llevar años

WAND puede registrar la actividad eléctrica en 128 canales, o desde 128 puntos en el cerebro, en comparación con ocho canales en otros sistemas de circuito cerrado. Para demostrar el dispositivo, el equipo usó WAND para reconocer y retrasar movimientos específicos del brazo en macacos rhesus. Los resultados se publican en « Nature Biomedical Engineering».

Dispositivo
Dispositivo - Rikky Muller, UC Berkeley

Los estimuladores cerebrales profundos que se usan en la actualidad dejan de grabar mientras administran la estimulación eléctrica, o registran en una parte diferente del cerebro desde donde se aplica la estimulación, esencialmente midiendo las pequeñas ondulaciones en un punto diferente en el estanque por las salpicaduras.

«Con el fin de ofrecer terapias basadas en la estimulación de ciclo cerrado, que es un gran objetivo para las personas que tratan el párkinson y la epilepsia y una variedad de trastornos neurológicos, es muy importante realizar tanto las grabaciones neuronales como la estimulación de forma simultánea», afirma la investigadora Samantha Santacruz.

«Debido a que podemos estimular y registrar en la misma región del cerebro, sabemos exactamente lo que está sucediendo cuando estamos ofreciendo la terapia», explica Muller.

Debido a que podemos estimular y registrar en la misma región del cerebro, sabemos exactamente lo que está sucediendo cuando estamos ofreciendo la terapia

En colaboración con el laboratorio de ingeniería eléctrica y profesor de ciencias informáticas Jan Rabaey, el equipo construyó una plataforma con capacidades computacionales inalámbricas y de circuito cerrado que se pueden programar para su uso en una variedad de aplicaciones clínicas y de investigación.

En los experimentos dirigidos por Santacruz y por el profesor de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación José Carmena, a los sujetos se les enseñó a usar un joystick para mover un cursor a una ubicación específica. Después de un período de entrenamiento, el dispositivo WAND fue capaz de detectar las firmas neuronales que surgieron cuando los sujetos se prepararon para realizar el movimiento y luego entregaron electrificación.