La investigación detrás de la estimulación cerebral profunda adaptativa para la enfermedad de Parkinson

Dedicado a Cristina Nombela Otero

Artículo de Sarah Williams

Durante décadas, los clínicos han utilizado pulsos eléctricos para regular la actividad cerebral anormal en personas con la enfermedad de Parkinson. Para algunos de los millones de afectados en todo el mundo, esta tecnología —conocida como estimulación cerebral profunda— ha ayudado a mitigar sus temblores, rigidez y lentitud de movimientos. Sin embargo, para otros, la estimulación cerebral profunda conlleva demasiados efectos secundarios o no resulta eficaz.

Una nueva versión más inteligente de esta tecnología podría ayudar a más pacientes. Al igual que un marcapasos cardíaco que responde a los ritmos del corazón, la estimulación cerebral profunda adaptativa (aDBS) utiliza las señales cerebrales individuales de una persona para controlar los pulsos eléctricos que emite. Esto la hace más personalizada, precisa y eficiente que los métodos de ECP anteriores.

Las tecnologías de ECP y aDBS emplean electrodos conectados a cables delgados que se implantan en áreas del cerebro afectadas por el Parkinson. Estos cables se unen a un pequeño dispositivo alimentado por batería implantado bajo la piel del pecho, similar a la colocación de un marcapasos cardíaco. La batería entrega trenes de pulsos eléctricos a través de los cables y electrodos a las áreas cerebrales específicamente alteradas.

Durante la última década, la Dra. Helen Bronte-Stewart, profesora de neurología y ciencias neurológicas, ha liderado investigaciones sobre cómo la actividad cerebral se desregula en el Parkinson, cómo detectar ondas cerebrales eléctricas irregulares y cómo corregirlas. Recientemente, dirigió el ensayo clínico pivotal internacional y multicéntrico de un nuevo enfoque para administrar aDBS. Ahora, esa tecnología ha sido aprobada por la FDA para su uso en pacientes con Parkinson.

Preguntamos a Bronte-Stewart sobre cómo se desarrolló esta tecnología y por qué podría cambiar las reglas del juego para las personas con Parkinson.

https://www.youtube.com/watch?v=YD59_d0Q-Kg Puede poner los subtítulos en español.

¿Qué es la estimulación cerebral profunda?

Es como un marcapasos para el cerebro. De la misma manera que un marcapasos en el corazón proporciona estimulación eléctrica para mantener el ritmo cardíaco, la estimulación cerebral profunda proporciona estimulación eléctrica para controlar los ritmos eléctricos cerebrales.

Los primeros marcapasos cardíacos no podían detectar el latido; entregaban un ritmo constante. En su momento, aquello fue un gran progreso, pero también podían hacer que el corazón latiera demasiado rápido. El gran salto ocurrió cuando se volvieron adaptativos. Ese es el punto de inflexión que acabamos de alcanzar con la estimulación cerebral profunda. Hasta hace poco, estos dispositivos administraban una secuencia universal de pulsos las 24 horas del día. Eran una herramienta bastante contundente. Ahora, tenemos tecnología adaptativa que “escucha” la actividad cerebral y ajusta la estimulación en consecuencia. Corrige los ritmos cerebrales solo cuando es necesario.

¿Por qué es beneficiosa la estimulación cerebral profunda adaptativa en el Parkinson?

En el Parkinson, los circuitos que coordinan el movimiento fallan, causando temblores y rigidez. Una de las causas es una anomalía en un tipo de actividad eléctrica llamada ondas beta. La estimulación cerebral profunda envía una señal que corrige estas ondas beta anormales.

La ECP tradicional suprimía las ondas beta de la misma forma todo el tiempo. Pero en el Parkinson, los niveles de estas ondas varían según el tratamiento, la progresión de la enfermedad o la actividad del paciente. La tecnología adaptativa ajusta la estimulación basándose en estos patrones, imitando los ritmos cerebrales naturales más de cerca y manteniendo los ritmos beta en un rango estable en lugar de apagarlos constantemente.

¿Cómo ha allanado el camino el trabajo de su laboratorio?

Mi laboratorio ha pasado años desarrollando formas de medir con precisión el movimiento. Al registrar la actividad neuronal de neuroestimuladores implantados, pudimos determinar qué señales cerebrales anormales son más relevantes para el deterioro del movimiento. Descubrimos que existe una actividad neuronal que puede llamarse “arritmia cerebral” y describimos el cambio en las ondas beta. Hemos realizado experimentos sobre aDBS desde 2015. Ahora podemos rastrear directamente las ondas beta en el cerebro y usarlas para controlar la estimulación.

¿Hacia dónde se dirige la estimulación cerebral profunda adaptativa?

La aprobación de la FDA es emocionante porque significa que cualquier persona con Parkinson que tenga un dispositivo de ECP compatible en los EE. UU. podría usar aDBS. Esperamos que pacientes y neurólogos investiguen si esta tecnología puede ayudarlos.

Gracias a Stanford Medicine.

Síntesis y comentario: la escuela española y el horizonte de la voluntad

La investigación de la Dra. Bronte-Stewart es la cristalización técnica de una búsqueda que Santiago Ramón y Cajal inició hace más de un siglo. Al observar lo que él llamó las “misteriosas mariposas del alma”, el Sabio intuyó que el secreto de la mente residía en el batir de alas de las neuronas y su compleja interconectividad. Cajal afirmaba que “todo hombre puede ser, si se lo propone, escultor de su propio cerebro”, una máxima que hoy encuentra su eco en la labor de la vanguardia neurocientífica española.

En España, esta herencia se mantiene viva a través de maestros contemporáneos. El Dr. José A. Obeso, director del CINAC (HM Puerta del Sur), se sitúa como una autoridad mundial cuyo índice H es el más alto de la neurología española, liderando la investigación sobre la vulnerabilidad neuronal y el papel del núcleo subtalámico. Su convicción de que “estamos más cerca que nunca de cambiar la historia del párkinson” resuena con la precisión que ofrece la tecnología adaptativa.

La comprensión de la arquitectura cerebral que Cajal dibujó es hoy expandida por el Dr. Javier de Felipe, director del Laboratorio Cajal de Circuitos Corticales (CTB-UPM), quien utiliza la conectómica y la inteligencia artificial para desvelar la estructura de la corteza, tendiendo un puente entre la belleza artística de los dibujos originales y la neurotecnología del siglo XXI. Esta continuidad histórica cobra rostro en el Dr. Fernando de Castro Soubriet, científico del Instituto Cajal-CSIC, quien desde su liderazgo en neurobiología del desarrollo mantiene encendida la llama de la Escuela de Madrid, recordando que España sigue siendo un país de ciencia a pesar de las dificultades.

Esta red de excelencia se completa con la labor clínica y quirúrgica de figuras como el Dr. Juan Antonio Barcia Albacar y la Dra. Cristina Nombela Otero en el Hospital Clínico San Carlos, pioneros en integrar la neurocirugía funcional con el análisis cognitivo. A ellos se suman Bryan Strange (UPM), experto en la fisiología de la memoria, y el equipo del Hospital Nacional de Parapléjicos (HNP) con Guglielmo Foffani y Antonio Oliviero, así como el Hospital Universitario de la Princesa, donde Jesús Pastor y Lorena Vega-Zelaya perfeccionan el registro neurofisiológico intraoperatorio.

La incorporación del sistema aDBS en la sanidad pública, liderada por el Hospital Universitario Gregorio Marañón, marca un hito en la accesibilidad de esta “prótesis de la voluntad”. Como bien dijo el Maestro: “Si hay algo en nosotros verdaderamente divino, es la voluntad. Por ella afirmamos la personalidad, templamos el carácter, desafiamos la adversidad, corregimos el cerebro y nos superamos diariamente”. La estimulación adaptativa es, hoy, la herramienta definitiva para que esa voluntad vuelva a esculpir el movimiento y la esperanza.