En un estudio piloto en humanos, investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Minnesota y el Hospital General de Massachusetts muestran que es posible mejorar funciones específicas del cerebro humano relacionadas con el autocontrol y la flexibilidad mental al fusionar la inteligencia artificial con la estimulación cerebral eléctrica dirigida.
Alik Widge, MD, Ph.D., profesor asistente de psiquiatría y miembro del Equipo de Descubrimiento Médico sobre Adicción en la Facultad de Medicina de la Universidad de Minnesota, es el autor principal de la investigación publicada en Nature Biomedical Engineering. Los descubrimientos proceden de un estudio en humanos realizado en Boston, en el Hospital General de Massachusetts, en el que hubo 12 pacientes sometidos a cirugía cerebral por epilepsia, un procedimiento que coloca cientos de pequeños electrodos en todo el cerebro para registrar su actividad e identificar dónde se originan las convulsiones.
En este estudio, Widge colaboró con Sydney Cash, MD, Ph.D., experta en investigación de la epilepsia del Hospital General de Massachusetts; y Darin Dougherty, MD, experto en estimulación cerebral clínica. Juntos, identificaron una región del cerebro, la cápsula interna, que mejoraba la función mental de los pacientes cuando se estimulaban con pequeñas cantidades de energía eléctrica. Esa parte del cerebro es responsable del control cognitivo: el proceso de cambiar de un patrón de pensamiento o comportamiento a otro, que se ve afectado en la mayoría de las enfermedades mentales.
«Un ejemplo podría incluir a una persona con depresión que simplemente no puede salir de un pensamiento negativo ‘atascado’. Debido a que es tan fundamental para la enfermedad mental, encontrar una manera de mejorarla podría ser una nueva forma poderosa de tratar esas enfermedades, – dijo Widge.
El equipo desarrolló algoritmos para que, después de la estimulación, pudieran rastrear las habilidades de control cognitivo de los pacientes, tanto a partir de sus acciones como directamente de su actividad cerebral. El método de control proporcionó impulsos de estimulación cada vez que a los pacientes les iba peor en una prueba de laboratorio de control cognitivo.
«Este sistema puede leer la actividad cerebral, ‘decodificar’ cuando un paciente tiene dificultades y aplicar una pequeña ráfaga de estimulación eléctrica al cerebro para impulsarlos a superar esa dificultad», dijo Widge. «La analogía que uso a menudo es una bicicleta eléctrica. Cuando alguien pedalea pero tiene dificultades, la bicicleta lo detecta y lo aumenta. Hemos hecho el equivalente de eso para la función mental humana».
El estudio es el primero en demostrar que:
– Una función mental humana específica relacionada con la enfermedad mental se puede mejorar de forma fiable utilizando estimulación eléctrica dirigida con precisión;
– Hay subpartes específicas de la estructura cerebral de la cápsula interna que son particularmente efectivas para la mejora cognitiva; y
– Un algoritmo de circuito cerrado utilizado como controlador fue dos veces más efectivo que la estimulación en momentos aleatorios.
Algunos de los pacientes tenían una ansiedad significativa además de su epilepsia. Cuando se les dio la estimulación para mejorar la cognición, informaron que su ansiedad mejoró, porque eran más capaces de alejar sus pensamientos de su angustia y concentrarse en lo que querían. Widge dice que esto sugiere que este método podría usarse para tratar pacientes con ansiedad, depresión u otros trastornos graves y resistentes a los medicamentos.
«Este podría ser un enfoque totalmente nuevo en el tratamiento de enfermedades mentales. En lugar de tratar de suprimir los síntomas, podríamos dar a los pacientes una herramienta que les permita tomar el control de sus propias mentes», dijo Widge. «Podríamos volver a ponerlos en el asiento del conductor y dejarles sentir una nueva voluntad».
El equipo de investigación ahora se está preparando para los ensayos clínicos. Debido a que el objetivo para mejorar el control cognitivo ya está aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos para la estimulación cerebral profunda, Widge dice que esta investigación se puede realizar con las herramientas y dispositivos existentes, una vez que se apruebe formalmente un ensayo, y la traducción de esta atención a la medicina actual. la práctica podría ser rápida.
«Lo maravilloso de estos hallazgos es que ahora estamos en condiciones de realizar ensayos clínicos para demostrar aún más la eficacia y luego, con suerte, pasar a ayudar a los pacientes resistentes al tratamiento que necesitan desesperadamente intervenciones adicionales para tratar sus enfermedades», dijo Dougherty.
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