Las personas con enfermedad de Parkinson grave u otras afecciones neurológicas que causan síntomas intratables, a veces son tratadas con estimuladores eléctricos colocados dentro del cerebro, los cuales están diseñados para interrumpir la señalización aberrante que causa los síntomas debilitantes.

Esta opción terapéutica, llamada estimulación cerebral profunda, puede proporcionar alivio a algunas personas, pero en otros, causa efectos secundarios como lapsos de memoria, cambios de humor o pérdida de coordinación, sin mucha mejoría de los síntomas.

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Redes neurológicas

Ahora, una investigación realizada por científicos de la Universidad de Washington en San Louis puede ayudar a explicar por qué los efectos de la estimulación cerebral profunda pueden variar tanto, y señala el camino hacia la mejora del tratamiento.

Las redes cerebrales correspondientes a funciones como la visión (azul) y la atención (verde) se mezclan y comparten información en estructuras profundas dentro del cerebro.

Los estimuladores generalmente se implantan en estructuras cerebrales conocidas como el tálamo y los ganglios basales, ubicadas cerca del centro del cerebro. Los investigadores encontraron que estas estructuras sirven como centros donde las redes neurológicas que controlan el movimiento, la visión y otras funciones cerebrales se cruzan e intercambian información.

Sin embargo, las redes funcionales de cada persona se apostan de manera un poco diferente, por lo que los electrodos colocados en el mismo lugar anatómico pueden influir en diferentes redes en diferentes personas, aliviando los síntomas en unos pacientes pero no en otros.

El tálamo y los ganglios basales conectan partes distantes del cerebro y se han relacionado con afecciones neurológicas y psiquiátricas como la enfermedad de Parkinson, el síndrome de Tourette y el trastorno obsesivo compulsivo. Pero su ubicación en el interior del cerebro significa que el mapeo es técnicamente desafiante, lo que ha imposibilitado contar con mapas individualizados de las funciones cerebrales.

A fin de abordar esta carencia, el equipo se propuso crear mapas individuales de las redes funcionales en los ganglios basales y el tálamo. Estos mapas podrían proporcionar pistas sobre por qué las personas con afecciones neurológicas y psiquiátricas exhiben una gama tan amplia de síntomas, y por qué los electrodos colocados en esas estructuras producen resultados variables.

Mapa cerebral funcional personal

Mediante el uso de mapeo funcional de precisión –análisis específico individual de participantes humanos altamente muestreados –el equipo examinó la conectividad funcional individual específica entre estructuras subcorticales y redes funcionales corticales. Este enfoque reveló distintas zonas subcorticales de especificidad de red e integración multired.

La estimulación cerebral profunda puede proporcionar alivio a algunas personas, pero en otros, causa efectos secundarios adversos.

Sobre la base de esta información, los investigadores crearon mapas 3D codificados por colores por red funcional para cada individuo. Una de las redes funcionales está dedicada a la visión, dos se relacionan con el movimiento, dos implican prestar atención, tres se relacionan con comportamientos dirigidos a objetivos y la última red es la red predeterminada, que está activa cuando el cerebro está en reposo.

El equipo evidenció que cada red funcional seguía su propio camino a través de las estructuras profundas del cerebro, mezclándose con otras redes en puntos de reunión definidos. Algunos de estos puntos, como la zona de integración motora, donde se unen un movimiento y una red dirigida a objetivos, se ubicaron en el mismo lugar, pero las ubicaciones de otras redes y sus puntos de intersección variaron más de persona a persona.

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Históricamente, la comprensión de la estimulación cerebral profunda se ha basado en promediar datos en muchas personas. Al respecto, el doctor Scott A. Norris, afiliado al Departamento de Neurología de la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington y coautor de la investigación, comentó:

“Lo que este estudio sugiere es que un paciente en particular puede mejorar si el electrodo se coloca en relación con su mapa cerebral funcional personal en lugar de en el contexto del promedio de la población. Un mapa funcional personalizado, a diferencia de un mapa anatómico podría ayudar hacer que la estimulación cerebral profunda proporcione el mayor beneficio al paciente”.

Referencia: Integrative and Network-Specific Connectivity of the Basal Ganglia and Thalamus Defined in Individuals. Neuron, 2019. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2019.11.012

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