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Arrojando luz sobre una innovadora técnica de estimulación cerebral

Artículo original: Shining Light on An Innovative Brain Stimulation Technique, Ana Souza

Traducido por Diana Vela Escalera

Editado por Daniela Dominguez Patiño, Rania Hlili Fejri, Raquel Manzano Garcia, Nour Belhaj El Musati, Arantxa, Fernández Cobo, Elisa Xiahe de Andres Elvira, Alba Calixto Toribio, Adelina Cordoba Martinez

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¿Qué genial sería tener la habilidad de mover la mano de otra persona? Tal vez podríamos hacer que nuestros amigos hicieran tareas por nosotros o hacer que los niños finalmente limpiaran sus habitaciones. Mientras que esto último realmente puede requerir mucha ciencia, hacer que la mano de alguien se mueva es mucho más fácil.

Los científicos han estado logrando esto pasando una corriente eléctrica a través del cráneo de otra persona. ¿Suena aterrador? Para ser claros, esto no es como darle a alguien una descarga eléctrica. No hay por qué temerlo, ya que es un procedimiento común y no invasivo llamado estimulación eléctrica transcraneal (TES). En este artículo, describimos una técnica particular de estimulación cerebral de este grupo TES (por sus siglas en inglés). Aparte de usarse para mover la mano de alguien más, se ha utilizado para estudiar la región del cerebro responsable del movimiento del cuerpo humano, la corteza motora.

“tRNS permite a los científicosmodular la actividad neuronal en áreas específicas del cerebro utilizando corrientes alternas.”

Un artículo reciente publicado el octubre pasado en Scientific Reports de Nature Research enfatiza los parámetros de esta técnica, llamada estimulación transcraneal aleatoria por ruido (tRNS, por sus siglas en inglés). A pesar de su nombre largo y complicado, tRNS es prometedora en la investigación de tareas motoras, sensoriales y cognitivas. Por ejemplo, se ha utilizado con éxito para mejorar la percepción de la identidad facial. tRNS permite a los científicos modular la actividad neuronal en áreas específicas del cerebro utilizando corriente alterna (el tipo de corriente eléctrica en nuestras casas) y también frecuencia aleatoria. En práctica, este método también es eficaz para reducir el dolor en la esclerosis múltiple, además de aliviar los síntomas depresivos y de ser eficaz en el tratamiento de otras afecciones. Esto incluye la esquizofrenia y la enfermedad de Parkinson.
TES - Transcranial electrical stimulation
El gráfico muestra diferentes intensidades de corriente a lo largo del tiempo de las técnicas de estimulación eléctrica transcraneal. Mientras que tDCS utiliza una entrega de corriente continua, tRNS y tACS utilizan corrientes oscilantes. En tACS, las corrientes alternas son frecuencias fijas, mientras que en tRNS los niveles de corriente se generan aleatoriamente.
A pesar de estos resultados y la aceptación de la técnica en la comunidad científica, la forma en que opera tRNS a un nivel fisiológico todavía sigue resultando algo misteriosa. Algunas teorías atribuyen el fenómeno de la modulación a la apertura repetida de los canales de sodio en las neuronas, que promueve los impulsos eléctricos en el cerebro. También se le atribuye al aumento de la sensibilidad de las redes neuronales a la modulación.
Los científicos han estado intentado descubrir el papel del tRNS en las funciones cognitivas, pero el artículo publicado mencionado estudió un parámetro de estimulación que podría ser la clave para perfeccionarlo: la banda de alta frecuencia.
Para entender este parámetro básico, es necesario explorar cómo funciona la técnica general. tRNS fue aplicado por primera vez en humanos en 2008 por Turney y sus compañeros de trabajo de la Universidad de Göttingen. La diferencia entre tRNS y otras técnicas de estimulaciones eléctricas como la estimulación transcraneal de corriente continua (tDCS) es que la corriente eléctrica corre en frecuencias alternas aleatorias. Esto significa que, aunque el rango está controlado y es conocido, el cerebro no puede “predecir” el orden de las frecuencias y no se adapta a ellas, impidiendo la habituación.
“Un buen ejemplo para explicar el fenómeno de la frecuencia aleatoria es de compararlo con cuando fumas”, dijo Rita Donato, una de las autoras del estudio e investigadora actual del Laboratorio Proaction de la Universidad de Coimbra en Portugal. “El primer cigarrillo tiene un efecto mayor porque hace tiempo que no fumas, pero después de dos meses fumando, no sientes tanto el efecto de fumar.” Según el estudiante doctorado, lo mismo ocurre en el cerebro. Es decir, si estimulas el cerebro con la misma frecuencia, se adapta. De esta manera, una corriente de frecuencia aleatoria estimula el cerebro, impidiéndole así, responder al estímulo debido a la adaptación.

“Si estimulas el cerebro con la misma frecuencia, se adapta a ella.”

El efecto de aleatoriedad permite la frecuencia jugar un papel importante. Los científicos se preguntaron si el resultado en la corteza motora de los estudios anteriores se debía al uso de alta frecuencia o si el efecto era causado por toda la gama de frecuencias. El protocolo para la mayoría de los estudios de tRNS utilizó un rango de frecuencia grande y específico, y no subrangos más estrechos. “Decidimos probar si podíamos aumentar la excitabilidad del cerebro utilizando osciloscopios más pequeños de 100-400Hz y 400-700Hz. Al mismo tiempo, probamos un rango más amplio de frecuencia similar al estándar: 100-700Hz”, añadió Rita Donato.
El estudio de la corteza motora es un método muy relevante para estudiar el propio tRNS. Al inducir esta corriente alterna en esa región específica del cerebro, los científicos pueden inducir movimientos espontáneos de una mano. Esto es un resultado muy visible, mientras que estudiar otras regiones del cerebro puede no producir resultados tan fáciles de ver.

Este estudio recopiló datos de 14 estudiantes femeninas a quienes se les estimuló la corteza motora. Los movimientos de la mano generados se documentaron y luego se analizaron. “Nos dimos cuenta de que un rango de frecuencia amplio parece producir un efecto más pronunciado”, explicó Rita Donato. El estudio se realizó solo con una banda de alta frecuencia y el siguiente paso sería repetir el estudio con una banda de baja frecuencia para ver si es posible obtener resultados similares.

“La estimulación eléctrica mejora la calidad de vida de los pacientes ambliópicos, por lo que la aplicación de la estimulación eléctrica es realmente posible.”

El equipo italiano de la Universidad de Padova demostró que la utilización de un rango más amplio de bandas de alta frecuencia es más eficaz que utilizar bandas más estrechas. Esto significa que la eficiencia de la tecnología no debe atribuirse al uso de frecuencias específicas, sino al uso de un rango con muchas frecuencias diferentes y aleatorias.
Según el estudiante de doctorado, la aplicación de algunas de estas técnicas ya se está aplicando en pacientes con desordenes motores y mentales, pero aún es necesario más investigación para utilizar tRNS en proyectos clínicos. No obstante, otros procedimientos similares ya se están utilizando para tratar ciertas condiciones. La aplicación de la Estimulación transcraneal de corriente continua se utiliza para mejorar las habilidades lingüísticas, matemáticas y cognitivas. “Es emocionante que la aplicación de tDCS esté mejorando la agudeza visual y ayudando a los pacientes ambliopes [los cuales tienen un problema con un ojo que funciona menos que el otro]”, afirmó el investigador. La estimulación eléctrica mejora la calidad de vida de los pacientes, por lo que la aplicación clínica de la estimulación eléctrica es realmente posible.
Además, las técnicas de estimulación eléctrica transcraneal no son invasivas. La ventaja más destacada es que estas corrientes modulan la propia electricidad del cerebro, excitando o inhibiendo sus neuronas. Esto significa que no añaden corriente innecesaria. Desde diferentes tratamientos médicos y físicos hasta el estudio de las habilidades cognitivas, su uso parece muy diverso y prometedor. A veces las personas temen lo que no saben, pero al fin y al cabo, un poco de corriente eléctrica en el cerebro puede ser de gran ayuda.
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¿Para qué otras cosas sorprendentes podrían usarse las técnicas de Estimulación eléctrica transcraneal? ¡A continuación nos encantaría escuchar tus ideas en los comentarios!
¿Quieres aprender más sobre la estimulación cerebral? Lee acerca de cómo la estimulación cerebral puede mejorar la memoria en este artículo que invita a la reflexión.
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Referencias

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Authors