Técnicas de estimulación cerebral, ¿el futuro de la Neurociencia?

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Existe alguna técnica para potenciar el cerebro?

Potenciar el cerebro es potenciar la humanidad ya que todos los ámbitos de nuestras vidas dependen del uso del mismo. Cualquier tecnología o técnicas que mejore nuestras capacidades cognitivas se reflejará en todo lo que hacemos. El ejemplo claro y trascendente de las innovadoras tecnologías que afectarán las funciones de nuestro cerebro serían los nuevos desarrollos que auspician la conexión del cerebro con artefactos externos con el fin de potenciar sus funciones. Por ejemplo, se pueden conectar con el hipocampo para potenciar la memoria. Dichos dispositivos estarían disponibles a partir del 2020. Originalmente está destinado a pacientes con Alzheimer o soldados con problemas de memoria. No obstante, podrían ser utilizados por cualquier persona que quisiera potenciar su memoria. En un futuro, no tan lejano, se integrarán microprocesadores a nuestro cerebro, empezando por los sentidos o la memoria para, posteriormente, mejorar nuestros procesos lógicos. En la actualidad, se están utilizando técnicas para estimular el cerebro, mediante actividad electricidad de baja potencia y el uso de campos magnéticos, con el objetivo de minimizar o reducir los déficits asociados a diferentes trastornos neuropsicológicos. 

Estimulación transcraneal

La transmisión neuronal se realiza a través de procesos eléctricos. Distintas herramientas pueden estimular en forma no invasiva la corteza cerebral usando corriente continua o alterna o campos magnéticos.

TMS corriente directa

La estimulación transcraneal con corriente directa o TDCS, por sus siglas en inglés, es una técnica que se está promocionando para mejorar las capacidades cognitivas, el estado de ánimo o habilidades deportivas, dependiendo del área del cerebro donde se estimule. Originalmente se desarrolló para tratar pacientes con daños cerebrales como por ejemplo ACV, pero diversas investigaciones han demostrado que éstas también producirían beneficios en personas sanas. Una de las capacidades del cerebro más valorada es la creatividad, entendida como la capacidad de producir ideas nuevas, todavía hoy no se conocen bien los mecanismos que la generan. A nivel de la actividad eléctrica se ha observado una correlación con las ondas alfas (8-12 hz) corticales, especialmente en el lóbulo frontal. Científicos de la Escuela de Medicina de la Universidad de Carolina del Norte, EE.UU., publicaron un estudio donde demuestran que el uso de corrientes eléctricas alternas de 10 Hz en el córtex frontal produce un incremento significativo del 7.4% en la creatividad, medida por el test de Torrance de pensamiento creativo.

Tratamiento

Aunque el porcentaje no es tan alto, la importancia del estudio si, ya que a través del mismo se ha demostrado que una función superior del cerebro podría aumentar con un tratamiento no invasivo. Sin bien los resultados no son concluyentes demuestran que en el futuro se podría usar tecnología que nos mejorase, lo que resulta especialmente interesante cuando se trata de capacidades cognitivas, como el lenguaje, las matemáticas, la atención, la creatividad, la memoria y la coordinación, entre otras. Es una técnica sencilla que aplica una cantidad pequeña de corriente eléctrica al cerebro en sus distintas áreas. Se ha utilizado para el tratamiento de la fibromialgia con resultados positivos tras la cuarta sesión, pudiendo también ser útil para otros tipos de dolor. En el campo del deporte podrían utilizarse la estimulación de las áreas motoras del cerebro para mejorar el rendimiento de los atletas, a diferencia del uso de drogas, este método tiene la particularidad de no ser objetado deportivamente dado que es indetectable. Tampoco sería útil prohibir los aparatos ya que se pueden realizar en forma casera con elementos de electrónica comunes.

TMS ráfagas

Otra forma de estimular el cerebro se lleva a cabo a través de pulsos magnéticos, TMS por sus siglas en inglés, teniendo un efecto similar a la TDSC. Si bien los aparatos son más costosos tiene la ventaja de ser más focalizada. Diversos estudios han investigado los efectos benéficos producidos por esta técnica no invasiva que fue probada en personas sanas observándose una mejora en la memoria tras de la tercera sesión de 20 minutos, durando sus efectos hasta 24 horas. En el proceso de memoria se saben que están involucradas varias áreas donde el hipocampo hace de coordinador, si bien este no se puede estimular directamente por los campos magnéticos dado que no llegan a zonas tan profundas, se han identificado áreas de la corteza que tienen muchas conexiones con el hipocampo. Como estas áreas pueden variar ligeramente entre distintos individuos se ha realizado previamente un estudio de fMRI para identificarlas. Por lo visto la estimulación indirecta del hipocampo genera una mejor sincronización de las diversas áreas mejorando la memoria tanto en personas con enfermedades neurodegenerativas como en individuos normales.

Patologías

Independientemente del debate de la real eficacia de estas técnicas y sus posibles efectos a largo plazo, creo importante destacar que si bien se los quiere utilizar como tratamiento para mejorar enfermedades como Alzheimer, depresión, Parkinson, tratar secuelas de ACV o mitigar el dolor también pueden ser utilizados para potenciar la performance cognitiva de personas sanas que, con menor esfuerzo, podrán conseguir logros académicos o mejorar en su trabajo. Como en el caso de los psicofármacos, el uso de estas técnicas abrirá un debate filosófico sobre sus implicaciones para la sociedad. 

Estimulación cerebral profunda

Esta tecnología consistente en utilizar pequeñas corrientes eléctricas está siendo utilizada para tratar males neurológicos como temblores o distonías caracterizados por movimientos involuntarios. Ha sido aprobado por la FDA para el tratamiento del Parkinson y trastornos obsesivos compulsivos, pero podría ser utilizado para diversos trastornos neurológicos como la depresión, el dolor crónico, los trastornos de ansiedad y la demencia. En ratones se ha estimulado el córtex prefrontal obteniendo mejoras en la memoria tanto a corto como largo plazo. Se observó que de forma indirecta aumentó la generación de neuronas en el hipocampo, estructura responsable de la consolidación de la memoria. Si bien puede verse como un tratamiento demasiado invasivo, en los ratones los electrodos no produjeron daños significativos, manteniendo su expectativa de vida de alrededor de 22 meses. El neurocirujano Dr. Andrés Lozano ha estudiado el efecto de la estimulación eléctrica en un grupo de pacientes con Alzheimer. En concreto se estimuló el fórnix de pacientes con demencia leve y moderada durante un año. Eligió el fórnix porque es más fácil de estimular y por su conexión directa con el hipocampo. A pesar de encontrar un aumento en el consumo de glucosa en las regiones relacionadas con la memoria, el resultado de este estudio no mostró mejoras significativas en las funciones cognitivas tras la aplicación, aunque es importante destacar que tampoco hubo efectos negativos a largo plazo. Por ello, se hace patente la necesidad de realizar nuevas investigaciones.

Optogenética

Es la técnica que permite a partir de la luz activar ciertas neuronas previamente marcadas. Una herramienta muy útil en la investigación animal. Se está probando con éxito en ratones para borrar memorias tanto positivas como negativas. Se ha usado en ratones para activar neuronas de la amígdala observándose un aumento en el tiempo en que recuerdan un evento traumático. En un plazo más corto se usará para curar enfermedades de la retina. La manipulación optogenética es demasiado invasiva para ser usada en seres humanos pero los hallazgos de estos estudios en animales nos sirven para identificar la funcionalidad de diversas zonas cerebrales que luego pueden ser estimuladas en forma no invasiva.

Referencias bibliográficas

  1. Caroline Lustenbergera, Michael R. Boylea, b, A. Alban Foulserc, Juliann M. Mellina, Flavio Fröhlich eLife, 2015; 4 DOI: 10.7554/eLife.04803.
  2. Liu, A., Jain, N., Vyas, A., & Lim, L. W. (2015). Ventromedial prefrontal cortex stimulation enhances memory and hippocampal neurogenesis in the middle-aged rats. Elife, 4, e04803.
  3. Lustenberger, C., Boyle, M. R., Foulser, A. A., Mellin, J. M., & Fröhlich, F. (2015). Functional role of frontal alpha oscillations in creativity. Cortex, 67, 74-82.
  4. Nitsche, M. A., & Paulus, W. (2000). Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation. The Journal of physiology, 527(3), 633-639.

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