Ultrasonido para influir en las neuronas desde fuera de la cabeza

La enfermedad de Parkinson, la epilepsia y el insomnio son solo algunos de los trastornos neurológicos contra los cuales se utilizan terapias de neuromodulación hoy en día. La neuromodulación suministra energía de manera controlada al sistema nervioso de la persona, mitigando síntomas y mejorando la calidad de vida de los pacientes. Las técnicas actuales de la neuromodulación, aunque son eficaces, presentan inconvenientes y limitaciones.

La estimulación cerebral profunda, que tiene mucho éxito, pero que es una forma invasiva de estimulación eléctrica mediante electrodos implantados, es un ejemplo de cómo se utiliza la neuromodulación en un entorno clínico hoy en día. Los profesionales de la medicina también han utilizado la estimulación magnética transcraneal y la estimulación por corriente transcraneal, que no son invasivas pero carecen de la capacidad de actuar lo bastante selectivamente en el cerebro.

El equipo de Bin He, de la Universidad Carnegie Mellon en Estados Unidos, se propuso desarrollar una alternativa no invasiva pero mucho más eficaz.

El ultrasonido enfocado transcraneal (tFUS), de baja intensidad, es una tecnología de neuromodulación emergente y totalmente reversible. No es invasiva, se puede aplicar con mucha precisión y no requiere cirugía.

Durante la neuromodulación mediante ultrasonido enfocado transcraneal, se transmite energía mecánica pulsada a través del cráneo, lográndose una resolución espacial y una selectividad altas en las regiones cerebrales y permitiendo provocar la activación o, por el contrario,  la inhibición, mediante el ajuste de parámetros.

Esquema conceptual de la neuromodulación mediante ultrasonido enfocado transcraneal. (Imagen: College of Engineering, Carnegie Mellon University)

El equipo de Bin He ha demostrado, por vez primera, que es posible actuar sobre tipos específicos de células cerebrales mediante la neuromodulación por ultrasonido enfocado transcraneal. En las pruebas realizadas, ha descubierto que las neuronas excitadoras muestran una alta sensibilidad a la frecuencia de repetición de los pulsos de ultrasonidos, mientras que las neuronas inhibidoras no muestran tal sensibilidad.

Este hallazgo es significativo, porque demuestra la primera capacidad de una técnica de neuromodulación no invasiva, y en principio utilizable en humanos, para modular una subpoblación celular seleccionada. (Fuente: NCYT de Amazings)