La estimulación cerebral puede ayudar a la cognición en la enfermedad de Parkinson
Una nueva investigación sugiere que la estimulación de baja frecuencia de una región profunda del cerebro puede mejorar la función cognitiva en pacientes con enfermedad de Parkinson (EP). Si es cierto, los hallazgos preparan el escenario para el potencial de la estimulación cerebral para tratar otras enfermedades cognitivas.
El nuevo trabajo de neurólogos y neurocirujanos de la Universidad de Iowa proporciona la primera evidencia directa de una conexión en el cerebro humano entre la región pensante del cerebro y las regiones asociadas con el control del movimiento.
Los investigadores utilizaron grabaciones cerebrales intraoperatorias raras para encontrar los vínculos potenciales entre la corteza frontal del cerebro y una estructura más profunda llamada núcleo subtalámico (STN).
El estudio, que se encuentra en línea en la revista Cerebro, muestra que la estimulación del STN a bajas frecuencias mejora el rendimiento de los pacientes con EP en una tarea cognitiva simple que generalmente se ve interrumpida por la EP.
"No es muy frecuente que se identifique una nueva conexión en el cerebro humano", dijo Nandakumar Narayanan, M.D., Ph.D., profesor asistente de UI de neurología y autor principal del estudio.
“La existencia de esta vía hiperdirecta desde la corteza prefrontal hasta el STN se ha difundido durante alrededor de una década, pero esta es la primera vez que demostramos experimentalmente que existe y funciona en las personas.
"También pudimos demostrar que si estimulamos el STN, cambiamos la actividad cortical frontal y creemos que es por esta vía", dijo. "Y si estimulamos el STN y cambiamos la actividad cortical, en realidad podemos cambiar el comportamiento de una manera beneficiosa, mejorando el rendimiento cognitivo de los pacientes".
La enfermedad de Parkinson es una afección neurodegenerativa progresiva que afecta a aproximadamente un millón de personas en los Estados Unidos. La estimulación cerebral profunda del STN a altas frecuencias ya está aprobada para tratar problemas de movimiento en algunos pacientes con EP.
Sin embargo, además de causar problemas de movimiento, la EP también afecta el pensamiento o la cognición. Los nuevos hallazgos plantean la posibilidad de que la estimulación cerebral profunda STN a una frecuencia diferente (baja) también podría mejorar los síntomas cognitivos en la EP y posiblemente incluso en otras enfermedades neurológicas y psiquiátricas.
En la investigación, el equipo pudo mapear la conexión STN-corteza "escuchando" la actividad cerebral durante las cirugías para implantar electrodos de estimulación cerebral profunda (DBS) en pacientes con EP.
El neurocirujano de UI Jeremy Greenlee, M.D., realiza más de 30 cirugías de este tipo cada año y su experiencia fue vital para el experimento de mapeo. Usando electrodos de grabación especializados colocados dentro del cerebro de los pacientes, Greenlee escucha la actividad cerebral para colocar con precisión el dispositivo DBS.
Estos electrodos también permiten el registro directo de la actividad cerebral con fines experimentales en pacientes que están despiertos durante el procedimiento sin agregar ningún riesgo. Este tipo de grabaciones intraoperatorias no es muy común, pero Greenlee y sus colegas de UI tienen una larga experiencia en la técnica.
Durante la cirugía, los pacientes realizaron una tarea cognitiva simple como una forma de estimular una parte del cerebro mientras registraban la actividad eléctrica de otras partes que están conectadas. Escuchar la actividad neuronal durante la tarea permitió al equipo mapear la conexión.
“Pudimos evocar una respuesta para mostrar la conexión funcional”, explica Greenlee. "La respuesta muy rápida sugiere una única conexión sináptica directa, eso es lo que significa hiperdirecto".
Una vez establecida la existencia de la conexión hiperdirecta, los investigadores investigaron a continuación el efecto de la estimulación STN de baja frecuencia sobre las capacidades cognitivas. El equipo de Narayanan utiliza una tarea de pensamiento muy simple (estimar con precisión el paso de un corto intervalo de tiempo) para estudiar el deterioro cognitivo en pacientes con EP y modelos animales de EP.
Descubrieron que la estimulación mejora el rendimiento cognitivo.
Durante las visitas de seguimiento posteriores a la cirugía, los investigadores hicieron que los pacientes realizaran la tarea de tiempo de intervalo con el estimulador DBS configurado en una de tres configuraciones: alta frecuencia (normal para controlar el movimiento), sin estimulación o una configuración de baja frecuencia de 4 Hz. Solo la estimulación de 4 Hz mejoró el rendimiento de los pacientes en la prueba de sincronización.
Los investigadores piensan que las frecuencias son como canales de comunicación entre redes. Si dos redes están trabajando juntas en la misma frecuencia, esa podría ser una forma única en que las redes interactúan y se transmite información.
Fuente: Universidad de Iowa / EurekAlert
