Pensando fuera de la caja: Descubriendo un nuevo enfoque para el monitoreo de ondas cerebrales

ROCHESTER, Minnesota — Investigadores de Mayo Clinic han descubierto una nueva manera de detectar y monitorear con mayor precisión la actividad de las células cerebrales durante la estimulación cerebral profunda, un tratamiento común para los trastornos del movimiento como la enfermedad de Parkinson y temblor. Esta precisión puede ayudar a los médicos a ajustar la colocación y la estimulación de los electrodos en tiempo real, brindando una atención mejor y más personalizada a los pacientes que reciben el procedimiento quirúrgico. El estudio se publica en Journal of Neurophysiology. 

La estimulación cerebral profunda (ECP) implica la implantación de electrodos en el cerebro que emiten pulsos eléctricos para aliviar los síntomas. Los electrodos permanecen dentro del cerebro, conectados a una batería implantada cerca de la clavícula y controlados por un control remoto. Mientras un neurólogo y un neurocirujano monitorean las ondas cerebrales durante la cirugía, el monitoreo generalmente se limita a un rango de frecuencia estrecho que proporciona una visión general de la actividad cerebral. 

Sin embargo, los investigadores de Mayo Clinic utilizaron equipos para investigación más sensibles y algoritmos personalizados para registrar un rango de frecuencia más amplio de la actividad de las células cerebrales, lo que resultó en una mayor resolución e información más precisa sobre cuándo y dónde las células cerebrales estaban disparando a los pacientes durante la cirugía de ECP. 

"Analizamos la actividad cerebral de una manera diferente y registramos un tipo de señal cerebral llamada 'banda ancha', que refleja la actividad combinada de todas las frecuencias y está relacionada con el disparo de todas las células cerebrales en esa región. Descubrimos que la señal de actividad de banda ancha aumentaba con el movimiento y era más precisa en la ubicación que la señal de frecuencia estándar y más estrecha", explica el Dr. Bryan Klassen, neurólogo y autor principal del estudio.   

El Dr. Klassen y sus colegas detectaron la señal de banda ancha en el tálamo motor, una región profunda del cerebro que controla el movimiento. Estudios anteriores han detectado esta señal solo en la superficie del cerebro. 

Los investigadores registraron señales de banda ancha asociadas con el movimiento de la mano en 15 pacientes que se sometieron a la ECP despiertos. Cada uno de los pacientes recibió instrucciones de abrir y cerrar las manos mientras los investigadores registraban la actividad de las células cerebrales en su tálamo.  

"Este estudio mejora nuestra comprensión de cómo el tálamo, una región del cerebro que con frecuencia es objetivo de la estimulación cerebral profunda, procesa el movimiento. Eso también puede conducir a un mapeo más preciso del cerebro," explica el Ph.D. Matthew Baker, coautor del estudio y becario postdoctoral en neurocirugía en Mayo Clinic. 

El uso de banda ancha para el monitoreo durante la cirugía de ECP puede mejorar el tratamiento y los resultados de los pacientes. 

"Estos descubrimientos subrayan los notables avances que podemos lograr a través de la estrecha colaboración entre los departamentos de neurología y neurocirugía, y nos ayudarán a desarrollar la siguiente generación de terapias de estimulación cerebral", dice el neurocirujano, Dr. y Ph.D. Kai Miller, autor sénior del estudio. 

Los siguientes pasos de esta investigación consisten en explorar más a fondo cómo estos patrones de actividad cerebral en el tálamo pueden ser utilizados para mejorar la terapia de neuroestimulación, dice el Dr. Baker, recién graduado de la Escuela de Posgrado en Ciencias Biomédicas de Mayo Clinic. 

"Vamos a investigar cómo esta señal responde a diferentes tipos de movimientos y si podemos usarla para controlar nuevos dispositivos que solo estimulen cuando los pacientes lo necesiten, a diferencia de la estimulación constante, que es más propensa a causar efectos secundarios", dice. 

Revise el estudio para obtener una lista completa de autores, divulgaciones y financiación. 

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