En la lucha contra el alzhéimer, la epilepsia, la esquizofrenia y otras enfermedades caracterizadas por un desequilibrio en la actividad neuronal, existen fármacos, que intentan evitar que los fragmentos proteicos conocidos como placas de beta-amiloide se desarrollen en la corteza cerebral; hoy, se cuenta con herramientas de estimulación eléctrica, que permiten restablecer la funcionalidad de las células cerebrales.
La estimulación cerebral profunda (o Deep Brain Stimulation, DBS) se ha usado en los últimos 40 años como un nuevo tratamiento para enfermedades neurodegenerativas y del movimiento (como la enfermedad de Parkinson). Se usa para mejorar el estado clínico y la calidad de vida en pacientes que presentan resistencia al tratamiento con medicamento, o cuando las medicinas dejan de ejercer su efecto o bien, presentan efectos adversos. Sin embargo, los resultados varían en cada persona y aunque existen mejoras iniciales, se ha observado que con el tiempo, disminuye la efectividad y los estímulos dejan de responder con la misma eficiencia, además, algunos circuitos y funciones neuronales, se ven afectados por el tratamiento. Otra desventaja es la necesidad de intervención quirúrgica para poder implantar el dispositivo, los electrodos y el neuroestimulador (generador de pulso)
Hoy, se buscan nuevas técnicas no invasivas. La aplicación transcraneal de corrientes eléctricas débiles ha demostrado ser una forma eficaz e indolora de modular la actividad cerebral sin efectos secundarios. Existen empresas que ya desarrollan tecnología para administrar estas terapias, que serían baratas y accesibles para el ámbito ambulatorio. El principal problema es controlar por dónde fluye la estimulación eléctrica y con qué intensidad, así como sus consecuencias en los distintos tipos neuronales. Hasta ahora, el efecto de esta forma de terapia es variable en cada persona y es necesario crear un modelo de cada cerebro para saber dónde y cuánta estimulación es necesaria.
Por lo anterior, la Universidad Pablo de Olavide (UPO) de Sevilla, a través de su Laboratorio Traslacional de Estimulación Cerebral, participa en el proyecto europeo ‘Digital twins for model-driven non-invasive electrical brain stimulation’ (Neurotwin), financiado con 4.485.736,25 euros en la última convocatoria FET Proactive, programa del pilar de Ciencia Excelente de H2020 que apoya el desarrollo de tecnologías futuras y emergentes. Se trata de la creación de réplicas virtuales del órgano más desconocido del cuerpo: el proyecto Neurotwin.
La comprensión del cerebro está progresando rápidamente gracias a las nuevas tecnologías de neuroimagen y estimulación cerebral, así como al desarrollo de herramientas conceptuales y la aparición de nuevos modelos computacionales. El proyecto Neurotwin, tiene como objetivo, desarrollar modelos avanzados e individualizados de cerebro completo que predigan los efectos fisiológicos de la estimulación electromagnética transcraneal y puedan ser utilizados para caracterizar cambios en la actividad cerebral asociados a una patología determinada, así como diseñar y optimizar protocolos de estimulación cerebral en enfermedades como el Alzheimer.
«El desarrollo de modelos computacionales personalizados para cada individuo podría impulsar la aparición de nuevas ideas en neurociencia básica, reducir la incertidumbre en el diagnóstico y optimizar la aplicación de diversas herramientas terapéuticas, constituyendo un hito en la neurociencia y la neuropsiquiatría», explica Javier Márquez, investigador principal del Laboratorio Traslacional de Estimulación Cerebral de la UPO.
Así, el equipo científico desarrollará cerebros gemelos digitales, basados en datos fisiológicos procedentes de la experimentación básica, que reproduzcan los fenómenos observados en el efecto que ejercen los campos eléctricos sobre la actividad cerebral, lo que permitirá proponer nuevos protocolos de estimulación cerebral que serán aplicados tanto en sujetos sanos como en pacientes con la enfermedad de Alzheimer.
Con lo anterior, se busca mejorar la calidad de vida de los pacientes con enfermedades neuronales, con herramientas no invasivas y sin efectos adversos.
Por: Dalia Solano.
Fuentes:
Neuromx.
Estimulación Cerebral profunda, la luz de un nuevo tratamiento.
20 minutos.
Estudian el desarrollo de cerebros digitales para la mejora terapeutica de enfermedades neurológicas.
El País.
Un arma de precisión contra el alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas.
