Este procedimiento cerebral a menudo se usa para tratar la enfermedad de Parkinson
Suena como algo de los creadores de Star Trek, pero los investigadores están viendo las posibilidades emergen con el uso de la estimulación cerebral profunda para las personas que tienen la enfermedad de Alzheimer leve. Y, en un mundo donde los medicamentos están disponibles pero los beneficios son limitados, es fundamental continuar desarrollando terapias alternativas para tratar y prevenir el Alzheimer.
¿Qué es la estimulación cerebral profunda?
La Estimulación Cerebral Profunda (DBS) es un procedimiento donde los electrodos se colocan dentro del cerebro y se programan para emitir pequeños pulsos eléctricos para estimular la actividad cerebral.
DBS se ha utilizado durante varios años para personas con enfermedad de Parkinson con un éxito considerable en la reducción de temblores y contracciones musculares, así como en la mejora de la postura. También se está investigando para tratar otras afecciones médicas, como la depresión y el trastorno obsesivo compulsivo .
¿Cómo se colocan los electrodos en el cerebro?
La respuesta corta: cirugía cerebral. Para que el DBS sea posible, los cables deben insertarse en el cerebro. Usando anestesia local , un neurocirujano perfora agujeros en el cráneo del paciente y con cuidado pasa hilos a diferentes áreas del cerebro. (La anestesia local, cuando un paciente está despierto pero se adormece un área del cuerpo, se puede usar porque el cerebro mismo no puede sentir ningún dolor).
Luego se implanta una máquina parecida a un marcapasos con anestesia general en el pecho de la persona, donde finalmente puede administrar 130 impulsos eléctricos en miniatura por segundo a los cables y, en consecuencia, al cerebro. Cuando se implanta inicialmente, el estimulador se apaga; unos pocos días o semanas después de la cirugía, el estimulador se enciende y comienza a transmitir los impulsos eléctricos al cerebro.
Cuando se usan para tratar la enfermedad de Alzheimer, esos cables generalmente están conectados al fórnix en el cerebro. Según Johns Hopkins Medicine, "el fórnix es una vía cerebral instrumental para llevar información al hipocampo , la parte del cerebro donde comienza el aprendizaje y se crean recuerdos , y donde parecen surgir los primeros síntomas del Alzheimer".
¿Cómo funciona la estimulación cerebral profunda?
Hay varias teorías sobre por qué funciona, pero aún no hay una respuesta concluyente. En Parkinson, se cree que interrumpe e interrumpe el disparo defectuoso del cerebro.
De hecho, la comprensión de los investigadores de DBS es tan limitada que la posibilidad de utilizarla para el Alzheimer se descubrió accidentalmente cuando se estaba probando DBS en un hombre con obesidad mórbida como una forma de tratar de controlar su apetito. Mientras lo estaban probando con la colocación del cable y los impulsos eléctricos, informó de un recuerdo vívido. Cuando desactivaron los impulsos, la memoria desapareció, y cuando volvieron a encender el estimulador, el recuerdo volvió. Esto llevó a la comprensión de que tal vez haya una manera de estimular el cerebro y los recuerdos que contiene.
¿Es seguro?
DBS parece ser bastante seguro. Aunque la idea de una cirugía cerebral suena muy arriesgada, los expertos dicen que este procedimiento en realidad no es tan invasivo como parece.
Siempre hay riesgos con la cirugía cerebral; sin embargo, más de 100,000 personas en todo el mundo con la enfermedad de Parkinson se han sometido a DBS con problemas mínimos. Los riesgos incluyen infección, mal funcionamiento del equipo, accidente cerebrovascular, falla de la batería y movimiento del cable.
Investigación sobre la estimulación cerebral profunda y la enfermedad de Alzheimer
Fase I de Investigación
En 2010, la revista Annals of Neurology publicó una investigación que describe un ensayo clínico de fase I realizado en Canadá con seis personas diagnosticadas con la enfermedad de Alzheimer temprana. Cada uno de ellos tenía un estimulador cerebral profundo implantado quirúrgicamente en su cerebro y experimentaron 12 meses de estimulación eléctrica continua.
Las pruebas de su funcionamiento cognitivo a los 6 y 12 meses indicaron una mejoría, o una disminución menor a la esperada en tres de los seis participantes.
Además, las exploraciones PET se utilizaron para evaluar el metabolismo cerebral de la glucosa, que es la capacidad del cerebro para descomponer los azúcares en combustible cerebral y también puede ser un indicador de los niveles de actividad de las neuronas en el cerebro. Las personas con Alzheimer generalmente muestran una disminución en el metabolismo de la glucosa con el tiempo, pero estos seis participantes de la investigación mostraron un aumento que se mantuvo a lo largo del estudio. Curiosamente, la capacidad decreciente del cerebro para descomponer el azúcar en la enfermedad de Alzheimer ha causado que algunos investigadores llamen a la " diabetes tipo 3 " de Alzheimer.
Fase II de Investigación
En un estudio de fase II a través de Johns Hopkins, 42 pacientes de 45 a 85 años participaron en DBS para dirigirse a su enfermedad de Alzheimer. Cada uno de ellos se sometió a una cirugía de DBS para su implantación entre 2012 y 2014. La mitad de ellos tuvieron sus estimuladores activados después de 2 semanas, y la mitad de ellos se activaron después de 12 meses. Este fue un estudio doble ciego, ya que ni los médicos ni los pacientes sabían cuándo se activaron los estimuladores.
La cognición se evaluó en este estudio a través de múltiples pruebas, incluido el ADAS-Cog 13. El metabolismo cerebral de la glucosa también se midió en diferentes áreas del cerebro.
Los resultados de este estudio fueron interesantes, y no necesariamente lo que se esperaba. A los 6 meses después de la implantación del estimulador, el metabolismo cerebral de la glucosa había aumentado significativamente, pero esas ganancias no se mantuvieron a los 12 meses. Además, se observó una diferencia en la respuesta relacionada con la edad. Aquellos participantes que tenían más de 65 años demostraron mejoras en el funcionamiento cognitivo y en el metabolismo cerebral de la glucosa. Los que tenían menos de 65 años no mostraron mejoras significativas en ninguna área. Los investigadores teorizaron que este efecto puede haber estado relacionado con el deterioro a veces mayor de la estructura cerebral en personas más jóvenes con Alzheimer ( Alzheimer de aparición temprana ), en comparación con aquellas con Alzheimer de aparición tardía.
Resumen de los efectos de DBS en el cerebro
Los efectos del DBS en el Alzheimer se han estudiado a través de estos ensayos clínicos de fase I y fase II, pero también se ha recogido información sobre su efecto en otros entornos, incluidos otros estudios de investigación y en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson. Se han encontrado los siguientes efectos:
Mejora de la cognición general: la investigación sobre DBS en personas con Alzheimer dio como resultado una mejor cognición para algunos de los participantes, medida por múltiples pruebas neuropsicológicas . Estas pruebas miden varios aspectos del funcionamiento del cerebro, incluida la memoria, la orientación , el reconocimiento de palabras y más.
Aumento del volumen del hipocampo: mientras que el hipocampo (una parte del cerebro asociada con la memoria) se atrofia con la presencia del envejecimiento y más significativamente en la enfermedad de Alzheimer, se ha descubierto que el DBS aumenta el volumen del hipocampo en personas con Alzheimer. El volumen del hipocampo se ha correlacionado con el funcionamiento de la memoria.
Aumento del metabolismo cerebral de la glucosa: como se destacó anteriormente, algunos sujetos que recibieron DBS demostraron un mejor metabolismo de la glucosa en múltiples áreas del cerebro.
Aumento del volumen de los cuerpos fornix y mamilar: el fórnix y los cuerpos mamilares en el cerebro (que están relacionados con el funcionamiento de la memoria) han demostrado un aumento del volumen después del DBS en aquellos con Alzheimer.
Mayores niveles de acetilcolina: también se ha demostrado que DBS desencadena la liberación de acetilcolina. La acetilcolina ayuda a transferir mensajes de una célula nerviosa a la siguiente en nuestros cerebros.
Mayor memoria espacial: después de la estimulación cerebral profunda al fórnix de las ratas, demostraron una mejor memoria espacial en su capacidad para navegar en un laberinto. Si bien los estudios en animales no siempre se transfieren a los humanos, a menudo nos proporcionan información sobre la seguridad y la efectividad de los procedimientos experimentales.
Disminución de la fluidez verbal: la estimulación cerebral profunda se ha utilizado durante años en personas con Parkinson con resultados significativamente positivos. Sin embargo, algunas investigaciones han encontrado que la fluidez verbal ha disminuido en algunas de estas personas. Mientras que muchos con Parkinson sienten que este riesgo vale el beneficio que la estimulación cerebral profunda les brinda. podría no ser tan fácilmente considerado como un riesgo que valga la pena en aquellos con la enfermedad de Alzheimer.
Consideraciones éticas
Si bien se han llevado a cabo múltiples estudios en humanos, algunos investigadores están solicitando estudios adicionales y ampliados utilizando DBS en animales antes de continuar investigando con personas. Señalan que si bien ha habido participantes de la investigación DBS que han experimentado alguna mejora cognitiva, también ha habido algunos otros que disminuyeron en algunas áreas cognitivas después de la estimulación cerebral profunda.
Estos investigadores también resaltan el hecho de que hay una falta de comprensión sobre cómo funciona la estimulación cerebral profunda; por lo tanto, recomiendan que se adquiera más información antes de ampliar los ensayos clínicos con personas.
Una palabra de
La estimulación cerebral profunda ha sido bien establecida como un tratamiento apropiado para la enfermedad de Parkinson; sin embargo, se necesita más investigación para discernir sus beneficios en la enfermedad de Alzheimer. El potencial de DBS para la mejora cognitiva es emocionante, especialmente a medida que seguimos luchando para encontrar un tratamiento eficaz para el Alzheimer.
> Fuentes:
> Fagundes, VDC, Rieder, CRM, Nunes da Cruz, A, et al., La frecuencia de estimulación cerebral profunda del núcleo subtalámico afecta la fluidez fonémica y de acción en la enfermedad de Parkinson. Enfermedad de Parkinson . 2016.
> Hescham S, Temel Y, Schipper S. y cols., La estimulación cerebral profunda de Fornix indujo memoria espacial a largo plazo independiente de la neurogénesis del hipocampo. Estructura y función del cerebro 2017 Mar; 222 (2): 1069-1075.
> Medicina Johns Hopkins. Los cirujanos de Johns Hopkins implantan el primer "marcapasos" cerebral para la enfermedad de Alzheimer en Estados Unidos como parte de un ensayo clínico diseñado para disminuir la pérdida de memoria. Diciembre 2012.
> Laxton AW, Tang-Wai DF, McAndrews MP, y col. Anales de Neurología. 2010 Oct; 68 (4): 521-34. Un ensayo de fase I de estimulación cerebral profunda de circuitos de memoria en la enfermedad de Alzheimer. Anales de Neurología. 2010 Oct; 68 (4): 521-34.
> Lozano AM, Fosdick L, Chakravarty MM, et al, un estudio de fase II de la estimulación cerebral profunda de Fornix en la enfermedad leve de Alzheimer. Revista de la enfermedad de Alzheimer. 6 de septiembre de 2016; 54 (2): 777-87.
> Ovadia D, Bottini G .. Implicaciones neuroéticas de la estimulación cerebral profunda en trastornos degenerativos. Opinión actual en neurología. 2015 Dec; 28 (6): 598-603
> Viana JNM, Vickers JC, Cook MJ, Gilbert F, Corrientes de la memoria: progreso reciente, desafíos traslacionales y consideraciones éticas en los ensayos de estimulación cerebral profunda de Fornix para la enfermedad de Alzheimer. Neurobiología del Envejecimiento. 2017 ago; 56: 202-210.