Investigación de las redes de control inhibitorio en la enfermedad de Parkinson

Los trastornos del movimiento son una causa importante de discapacidad en todo el mundo. En los Estados Unidos, se estima que más de 4 millones de personas padecen la enfermedad de Parkinson (EP), temblor esencial (ET) y distonía, algunos de los trastornos neurológicos más prevalentes. De estos, la EP es la más común y se caracteriza principalmente por temblor, rigidez y bradicinesia. Sin embargo, muchos pacientes también tienen características no motoras prominentes, como depresión y deterioro cognitivo, con deficiencias en la velocidad de procesamiento, la memoria, la atención y el aprendizaje. Una de las deficiencias cognitivas más debilitantes es la inhibición de la respuesta (IR), o la incapacidad de suprimir una acción habitual. Los pacientes con EP tienen una dificultad significativa con la RI y reportan su contribución sustancial en la limitación de su calidad de vida. Si bien algunos estudios muestran que la dopamina puede mejorar este aspecto de la función cognitiva, muchos pacientes siguen estando considerablemente deteriorados.

La RI se manifiesta clínicamente de muchas maneras diferentes e importantes, con reducción de la flexibilidad mental, el cambio de tareas y la concentración. La RI también puede contribuir al deterioro motor, con disfunción de la marcha, caídas y bloqueo de la marcha. Desafortunadamente, estas características de la EP y la RI están menos estudiadas y carecen de opciones de tratamiento efectivas, lo que requiere que se investiguen nuevos tratamientos. La estimulación cerebral profunda (DBS, por sus siglas en inglés), si bien es un tratamiento altamente efectivo para las manifestaciones motoras, es esencialmente ineficaz e incluso puede empeorar la cognición, con pocos estudios investigando actualmente cómo diferentes parámetros pueden mejorar el SNM. En un esfuerzo por comenzar a abordar estas características debilitantes de la EP, los investigadores proponen estudiar la IR en pacientes con trastornos del movimiento y correlacionar el movimiento y la cognición con la electrofisiología neural subyacente antes y durante las tareas de inhibición del movimiento y la respuesta.

Durante la cirugía DBS de rutina, el electrodo estimulante se implanta con la ayuda de registros intraoperatorios en estado de vigilia. Estas grabaciones de rutina permiten a los neurólogos y neurocirujanos observar directamente el disparo neuronal en el cerebro, identificando patrones característicos para delinear estructuras anatómicas. Una vez colocado, el electrodo DBS se prueba usando parámetros de estimulación que se sabe que son clínicamente eficaces para el deterioro motor. Esto permite pruebas intraoperatorias agudas para el beneficio terapéutico y los efectos secundarios, y brinda información sobre cómo responderá un paciente a la terapia una vez que el electrodo craneal esté conectado a la batería y encendido.

Además de este registro y estimulación de rutina, este entorno también brinda una oportunidad única para estudiar la electrofisiología neural, con un aumento mínimo del riesgo. Al medir la actividad cerebral en las capas externas (corteza), así como del propio electrodo DBS, mientras los pacientes realizan diversas tareas, es posible correlacionar la función conductual y la actividad neuronal. Nuestro centro, y varios otros, ya cuentan con paradigmas de investigación para lograr estos objetivos, mediante la colocación de un electrodo de tira subdural sobre la corteza antes de colocar el cable DBS. Estos electrodos en tira se encuentran a lo largo de la superficie del cerebro e históricamente se han utilizado durante varias décadas para realizar el mapeo de convulsiones, generalmente como una serie de electrodos colocados a través de un agujero de trepanación. Su uso se ha implementado recientemente para la investigación de circuitos neurales durante la cirugía DBS, sin embargo, su seguridad en este entorno específico ahora está bien establecida y su ubicación temporal se está realizando actualmente en estudios similares en esta institución. Sin embargo, aunque estudios previos colocaron estas tiras sobre las áreas prefrontales, la gran mayoría de las investigaciones en esta área se enfocan en los circuitos motores, con la colocación sobre la corteza sensoriomotora. Para estudiar el NMS, se colocarán tiras sobre la corteza prefrontal, con registros realizados durante varias tareas motoras y cognitivas y durante diferentes patrones de estimulación.