Implantes cerebrales para trastornos del estado de ánimo probados en personas
Un implante cerebral que envía impulsos eléctricos basados en cómo se siente y se comporta una persona ha sido probado en humanos por primera vez. Dos equipos financiados por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), la agencia de investigación militar de EE. UU., han comenzado pruebas preliminares de implantes cerebrales de ciclo cerrado que usan algoritmos para detectar patrones asociados con trastornos del estado de ánimo. Estos dispositivos pueden restaurar el cerebro a un estado saludable sin la intervención de un médico.
El trabajo, presentado en noviembre pasado en la reunión de la Society for Neuroscience (SfN) en Washington, D.C., eventualmente podría proporcionar una forma de tratar enfermedades mentales graves resistentes a los tratamientos actuales. También plantea cuestiones éticas espinosas, sobre todo porque la tecnología podría dar a los investigadores una idea en tiempo real de cómo se siente una persona.
El enfoque general, el uso de implantes cerebrales para enviar impulsos eléctricos que alteran la actividad neuronal, se denomina estimulación cerebral profunda. Se utiliza para tratar los trastornos del movimiento, como la enfermedad de Parkinson, pero ha tenido menos éxito cuando se prueba contra los trastornos del estado de ánimo. La evidencia preliminar sugiere que la estimulación sostenida de ciertas regiones del cerebro puede aliviar la depresión crónica, pero un gran estudio que involucró a 90 pacientes deprimidos no encontró mejoría después de un año de tratamiento.
Los científicos detrás del proyecto financiado por DARPA dicen que su trabajo podría tener éxito donde los intentos anteriores fracasaron porque diseñaron implantes cerebrales específicamente para tratar enfermedades mentales y se activaron solo cuando fue necesario. «Sabemos mucho sobre las limitaciones de la tecnología actual», dijo Edward Chang, neurocientífico de la Universidad de California en San Francisco, quien dirigió uno de los proyectos.
DARPA está apoyando al equipo de Chang y a otro en el Hospital General de Massachusetts (MGH) con el objetivo final de tratar a soldados y veteranos con depresión y trastorno de estrés postraumático. Cada equipo espera crear un sistema de electrodos implantados para rastrear la actividad en todo el cerebro a medida que se estimula el órgano.
Los grupos están desarrollando su tecnología para su uso en experimentos con pacientes con epilepsia a los que se les han implantado electrodos en el cerebro para rastrear sus convulsiones. Los investigadores pueden usar estos electrodos para registrar lo que sucede cuando estimulan el cerebro de forma intermitente, en lugar de estimular el cerebro constantemente como los implantes antiguos.
mapa de estado de ánimo
En la conferencia SfN, el ingeniero eléctrico de la USC Omid Sani, en colaboración con el equipo de Chang, presentó el primer mapa de cómo se codifican las emociones en el cerebro a lo largo del tiempo. Trabajando con seis pacientes de epilepsia con electrodos implantados, él y sus colegas rastrearon su actividad cerebral y estado de ánimo en detalle durante una a tres semanas. Al comparar estos dos tipos de información, los investigadores pueden crear un algoritmo que decodifique el estado de ánimo cambiante de la persona a partir de su actividad cerebral. Surgieron algunos patrones amplios, particularmente en regiones del cerebro previamente asociadas con la emoción.
Una vez que se encuentran los voluntarios correctos, Chang y su equipo están listos para probar su nuevo sistema de circuito cerrado único en una sola persona, dijo Sani. Chang agregó que el grupo probó algunos estímulos de ciclo cerrado en humanos, pero se negó a brindar detalles porque el trabajo es preliminar.
El equipo de MGH está adoptando un enfoque diferente. En lugar de detectar emociones específicas o trastornos psiquiátricos, querían mapear la actividad cerebral asociada con los comportamientos presentes en una variedad de trastornos, como la dificultad para concentrarse y la empatía. En la conferencia de SfN, informaron sobre pruebas de algoritmos que desarrollaron para estimular el cerebro cuando una persona se distrae de una serie de tareas, como comparar imágenes digitales o reconocer emociones faciales.
Los investigadores encontraron que la entrega de impulsos eléctricos a las regiones del cerebro involucradas en la toma de decisiones y el estado de ánimo mejoró significativamente el rendimiento de los participantes de la prueba. El equipo también trazó un mapa de la actividad cerebral que se producía cuando una persona comenzaba a fallar o se ralentizaba en una tarea establecida debido a olvidos o distracciones, y descubrió que podía revertirla con estimulación. Ahora están comenzando a probar algoritmos que usan patrones específicos de actividad cerebral como disparadores para estimular automáticamente el cerebro.
trato personalizado
Wayne Goodman, psiquiatra del Baylor College of Medicine, espera que la estimulación de circuito cerrado demuestre ser más eficaz en el tratamiento de los trastornos del estado de ánimo a largo plazo que los intentos anteriores de estimulación cerebral profunda, en parte porque la última generación de algoritmos es más personalizada. y basado en señales fisiológicas, no en el juicio médico. «Hay que hacer muchos ajustes para hacerlo bien», dijo Goodman, que está a punto de lanzar una pequeña prueba de estimulación de circuito cerrado para el TOC.
Un desafío con la estimulación de las regiones cerebrales relacionadas con las emociones, dice, es la posibilidad de sobrecorregir las emociones para crear una felicidad extrema que supere todos los demás sentimientos. Otras consideraciones éticas se derivan de los algoritmos utilizados en la estimulación de circuito cerrado que pueden informar a los investigadores sobre las emociones de una persona, en lugar de lo que se puede ver en el comportamiento o las expresiones faciales. Si bien los investigadores no podrán leer la mente de las personas, «podremos obtener actividades que codifiquen sus sentimientos», dijo Alik Widge, neuroingeniero y psiquiatra de Harvard y director de ingeniería del equipo de MGH. Al igual que el equipo de Chang y Goodman, el equipo de Widge está trabajando con especialistas en neuroética para abordar los complejos problemas éticos que rodean su trabajo.
Aún así, Chang dice que las técnicas de estimulación que su equipo y otros están desarrollando son solo los primeros pasos hacia un mejor tratamiento de los trastornos del estado de ánimo. Predice que los datos de los ensayos de implantes cerebrales podrían ayudar a los investigadores a desarrollar tratamientos no invasivos para los trastornos psiquiátricos en los que se estimula el cerebro a través del cráneo. «Lo emocionante de estas tecnologías», dijo, «es que, por primera vez, tendremos una ventana en el cerebro donde, cuando alguien recaiga, podemos saber qué está pasando en el cerebro».
Este artículo se reproduce con autorización y se publicó por primera vez el 22 de noviembre de 2022.
