Neurofeedback utilizando electrodos de estimulación cerebral profunda implantados

La estimulación cerebral profunda (DBS) se ha convertido en una opción de tratamiento sintomático estándar de oro para la enfermedad de Parkinson (EP) y también se explora para una variedad de otros trastornos neurológicos. La implantación de electrodos en áreas profundas del cerebro no solo ha permitido la aplicación de estímulos eléctricos, sino que también ha brindado a los investigadores y médicos una ventana sin precedentes para investigar la actividad neuronal aberrante justo en el núcleo de los circuitos cerebrales patológicos. Los potenciales de campo local (LFP) ya se han investigado fácilmente a través de cables de electrodos DBS externalizados antes de la internalización y conexión a un neuroestimulador implantable. En el caso de la EP, se ha demostrado que los síntomas motores se correlacionan con una actividad oscilatoria beta exagerada (13-35 Hz) en la LFP registrada desde el núcleo subtalámico (STN). En primer lugar, la actividad beta registrada en el STN en reposo en pacientes a los que se les retiró la medicación se ha correlacionado con la Escala Unificada de Valoración de la Enfermedad de Parkinson (UPDRS) entre pacientes. En segundo lugar, una reducción de la potencia de la señal en la banda beta se correlacionó con mejoras clínicas de los síntomas motores. En tercer lugar, las dos estrategias terapéuticas principales, la administración de L-Dopa y DBS de alta frecuencia conducen a una supresión de la sincronicidad beta en el STN. Además, las oscilaciones beta muestran una modulación rápida y dependiente del movimiento a lo largo del tiempo y pueden servir como biomarcador y señal de retroalimentación para controlar la administración de DBS. Los investigadores implementaron recientemente neurorretroalimentación eléctrica cerebral profunda para proporcionar neurorretroalimentación visual en tiempo real de las oscilaciones patológicas del STN a través de electrodos DBS externalizados y demostraron que los pacientes con EP podían controlar y reducir voluntariamente la actividad subtalámica en una sola sesión de 1 hora. Además, las estrategias aprendidas con neurofeedback aceleraron los movimientos y podrían conservarse a corto y medio plazo. Recientemente, se aprobó clínicamente un neuroestimulador recientemente desarrollado, el Percept™ PC (División Neurológica de Medtronic, Minneapolis, MN, EE. UU.), que no solo puede aplicar impulsos eléctricos, sino que también permite medir y transmitir la actividad cerebral. Este neuroestimulador es ahora la primera opción para implantes en el Hospital Universitario de Zúrich y se usa para una variedad de trastornos neurológicos. El objetivo de los investigadores es investigar si la neurorretroalimentación a través de un dispositivo de estimulación cerebral profunda totalmente implantado es posible y puede conducir a un mejor control de las oscilaciones patológicas, así como a la mitigación de los síntomas. Habiendo demostrado que es posible el control endógeno sobre las oscilaciones cerebrales profundas, los investigadores también probarán este nuevo enfoque terapéutico para patologías distintas a la EP que también se tratan con DBS. La neurorretroalimentación con electrodos DBS implantados tendrá la ventaja de permitir sesiones de entrenamiento más largas y de varios días, lo que, según la hipótesis de los investigadores, tendrá un mayor impacto en el control de las oscilaciones cerebrales profundas patológicas y los síntomas neurológicos, ya que un sistema de neurorretroalimentación completamente implantado ya no requiere la externalización de los cables DBS y, como tal, ya no se limita a los primeros dos días después de la implantación del electrodo. En total, los investigadores no superarán un tiempo de transmisión total de 7 horas por paciente (7 días de tiempo de batería), lo que los investigadores consideran justificable con respecto a una duración de la batería de > 5 años. Esta investigación propuesta es muy importante ya que ayudará a nuestra comprensión de varias enfermedades neurológicas que son muy prevalentes en la sociedad (la EP es, por ejemplo, el segundo trastorno neurodegenerativo más común después de la enfermedad de Alzheimer) y podría culminar en estrategias de tratamiento novedosas y endógenas. El riesgo general para los pacientes es mínimo o inexistente, ya que los parámetros de estimulación no se ven afectados y los cambios previstos en la actividad cerebral son autoinducidos mientras la estimulación DBS está desactivada.