La estimulación del parpadeo brilla en un ensayo clínico para la epilepsia

Notas de los editores

La ingeniera biomédica Annabelle Singer ha pasado la última década desarrollando una terapia no invasiva para la enfermedad de Alzheimer que utiliza luces parpadeantes y tonos rítmicos para modular las ondas cerebrales. Ahora ha descubierto que la técnica, conocida como flicker, también podría beneficiar a pacientes con una serie de otros trastornos neurológicos, desde epilepsia hasta esclerosis múltiple.

Anteriormente, Singer y sus colaboradores demostraron que las luces y los sonidos, transmitidos a los pacientes a través de gafas y auriculares, tienen efectos beneficiosos. Flicker ha tenido éxito en estudios con animales y en las primeras pruebas de viabilidad en humanos, donde se probó su seguridad, tolerancia y adherencia del paciente.

Ahora, gracias a un ensayo clínico en personas con epilepsia, los investigadores cuantificaron los efectos del parpadeo con una precisión sin precedentes. También hicieron un descubrimiento inesperado, pero alentador: el tratamiento redujo las descargas epileptiformes interictales (DEI) en el cerebro.

Estos grandes eventos electrofisiológicos intermitentes se observan entre convulsiones en personas con epilepsia. Aparecen como picos agudos en una lectura de EEG.

«Lo interesante de estos artefactos explosivos improvisados ​​es que no ocurren sólo en la epilepsia», afirmó Singer, profesor de carrera temprana de la Fundación McCamish en el Departamento de Ingeniería Biomédica Wallace H. Coulter de Georgia Tech y la Universidad Emory. «Ocurren también en el autismo, la esclerosis múltiple, el Alzheimer y otros trastornos neurológicos». Y los artefactos explosivos improvisados ​​alteran la función cerebral normal y causan deterioro de la memoria.

Singer y su equipo publicaron sus hallazgos en Comunicaciones de la naturaleza.

El ritmo en nuestras cabezas

Dentro del cerebro hay elaboradas sinfonías de actividad eléctrica: ondas cerebrales, u oscilaciones, que componen nuestros recuerdos, pensamientos y emociones. Singer quiere modular esas oscilaciones con fines terapéuticos.

En frecuencias específicas de luz y sonido, el tratamiento con parpadeo puede inducir oscilaciones gamma en ratones. Esto ayuda al cerebro a reclutar microglía, células responsables de eliminar el beta amiloide, que se cree que desempeña un papel central en la patología del Alzheimer. Parte del trabajo consiste en registrar lo que sucede en el cerebro durante el tratamiento para verificar cómo está funcionando.

Los pacientes del ensayo estaban bajo el cuidado del médico Jon Willie en la Unidad de Monitoreo de Epilepsia del Hospital Universitario Emory. (Willie, coautor del estudio con Singer, se encuentra ahora en la Universidad de Washington en St. Louis).

Estaban esperando una cirugía para extirpar un área del cerebro donde ocurren las convulsiones. Antes de que eso pudiera suceder, tuvieron que someterse a un control de las convulsiones intracraneales: se colocan electrodos de registro en el cerebro para señalar la zona de inicio de las convulsiones y determinar exactamente qué tejido se debe extirpar. Luego, los pacientes y su equipo de atención esperan a que se produzca una convulsión. Pueden pasar días.

«En estudios humanos«Hemos utilizado métodos no invasivos como la resonancia magnética funcional o el EEG del cuero cabelludo, pero tienen desventajas reales en términos de resolución», dijo Singer. «Trabajar con estos pacientes fue un punto de inflexión. Se trata de personas con epilepsia resistente al tratamiento, lo que significa que los medicamentos no les funcionan».

Camino a la curación

El equipo de Singer reclutó a 19 pacientes. El autor principal del estudio, Lou Blanpain, ex Ph.D. estudiante en el laboratorio de Singer y ahora un estudiante de medicina en Emory, pasó de paciente en paciente con el equipo de grabación y estimulación de parpadeo.

«Debido a que a estos pacientes ya se les habían implantado sondas de grabación por razones clínicas, pudimos grabar directamente desde el cerebro», dijo Singer. «Nunca antes habíamos podido obtener grabaciones de esta calidad durante el tratamiento con parpadeo».

Como esperaban los investigadores, el parpadeo moduló las regiones cerebrales visuales y auditivas que responden fuertemente a los estímulos. Pero también llegó más profundamente, hacia el lóbulo temporal medial y la corteza prefrontal, regiones del cerebro cruciales para la memoria. Y en todo el cerebro, en regiones que Singer no había explorado completamente antes, descubrió que los artefactos explosivos improvisados ​​estaban disminuyendo.

«Eso tiene implicaciones importantes sobre si el parpadeo es terapéuticamente relevante para las personas con Alzheimer, pero también en general si queremos apuntar a algo más allá de las regiones sensoriales primarias», dijo.

«Todo esto apunta al uso potencial de parpadeo en muchos contextos diferentes. En el futuro, definitivamente veremos otras condiciones y otras implicaciones potenciales».