Los investigadores han desarrollado un método para medir cómo responde el cerebro a la estimulación eléctrica y utilizan la respuesta para maximizar la eficacia de la estimulación cerebral profunda DBS, una terapia que se ha utilizado con éxito para tratar etapas avanzadas de la enfermedad de Parkinson. El estudio,publicado en PLOS Biología Computacional , proporciona un enfoque específico del paciente para ajustar los parámetros que pueden mejorar drásticamente la eficacia de la estimulación cerebral profunda.
La estimulación cerebral profunda utiliza un electrodo colocado profundamente en el cerebro para administrar estimulación eléctrica para el tratamiento de enfermedades como la enfermedad de Parkinson. Para la enfermedad de Parkinson se presume, pero aún es controvertido, que la estimulación eléctrica suprime las oscilaciones neuronales patológicas, llamadas ritmos beta.
La amplitud y la frecuencia de la estimulación cerebral profunda deben ser establecidas por un médico, que generalmente observa los síntomas y los efectos secundarios del paciente para seleccionar los parámetros. Establecer los parámetros de estimulación es un proceso laborioso y que requiere mucho tiempo, y no garantiza que la configuración sea óptima parapacientes, lo que puede resultar en una estimulación que requiere más energía o mayores efectos secundarios de los necesarios.
Los dispositivos actuales de estimulación cerebral profunda administran la estimulación como un metrónomo, completamente ciego a la actividad neuronal del paciente. Medtronic y otras compañías de dispositivos médicos están desarrollando nuevos dispositivos que pueden permitir tanto la estimulación como el monitoreo de la actividad neuronal que puede facilitar la sintonización delos parámetros e incluso la administración de estimulación provocada por la actividad neuronal.
Holt et al., En la Universidad de Minnesota, con colaboradores de la UC Santa Bárbara, demuestran su enfoque en un modelo computacional del cerebro. Ellos plantean la hipótesis de que la estimulación desencadenante en una fase particular de una oscilación neural puede ser más efectiva para suprimir elactividad patológica que la estimulación periódica. Además, la aplicación de ráfagas de estimulación en fases seleccionadas de la oscilación puede ser incluso más eficaz que un solo pulso.
Aplicando estimulación y midiendo cómo cada pulso cambia la oscilación, pueden generar una medida de la respuesta del cerebro, llamada "Curva de respuesta de fase". Esta curva les permite predecir cómo responderá la oscilación a cualquier patrón de estímulo dentro de lo razonableLos autores, utilizando enfoques de teoría de control, pudieron utilizar la curva de respuesta de fase para luego diseñar patrones de estímulo optimizados para suprimir la oscilación.
En este estudio midieron las curvas de respuesta de fase a partir de una simulación por computadora de la actividad cerebral, predijeron qué patrones de estímulo suprimirían las oscilaciones neurales, y luego demostraron que los patrones de estimulación predichos para suprimir las oscilaciones eran de hecho efectivos.
Por lo tanto, este método proporciona un enfoque específico del paciente para ajustar los parámetros que pueden mejorar drásticamente la eficacia de la estimulación cerebral profunda. En el futuro, planean probar esto en modelos animales de la enfermedad de Parkinson y traducirlo a los humanos.
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Materiales proporcionados por PLOS . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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