Un millón de estadounidenses sufren de temblores, rigidez y dificultad para hablar de la enfermedad de Parkinson. La depresión mayor afecta a unos 16 millones de adultos en los Estados Unidos al año, y casi 30 millones de estadounidenses lidian con el dolor de las migrañas, mientras que aproximadamente 1 de cada 1, 000 sufren la agonía de dolores de cabeza en racimo aún más dolorosos. Por lo general, los medicamentos son el tratamiento de primera línea para estas y otras afecciones neurológicas, con una cirugía de estimulación cerebral profunda, en la que un cirujano rompe el cráneo de un paciente y coloca electrodos diminutos en el tejido cerebral como una especie de "marcapasos cerebral", que a veces se utiliza como último recurso.
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¿Qué pasaría si, en lugar de regímenes farmacológicos con efectos secundarios o cirugías invasivas, estas afecciones pudieran tratarse estimulando sin dolor el cerebro desde fuera del cráneo?
"¿Qué pasa si hay una manera de hacer esto de manera no invasiva?", Se preguntó Ian Graham, un estudiante graduado de ingeniería biomédica en la Universidad Johns Hopkins, después de presenciar una cirugía de estimulación cerebral profunda de varias horas para la depresión.
La estimulación transcraneal, o la estimulación del cerebro desde fuera del cráneo, se ha convertido en una de las áreas más populares de la ingeniería biomédica. El método generalmente se realiza de una de dos maneras. Una técnica, llamada estimulación de corriente continua transcraneal, utiliza electrodos colocados en el cuero cabelludo para enviar señales eléctricas al cerebro. El otro, llamado estimulación magnética transcraneal, utiliza una bobina magnética en el cuero cabelludo para producir actividad eléctrica en el cerebro. Se estimulan diferentes ubicaciones del cerebro a diferentes intensidades y frecuencias según la afección que se esté tratando. Si bien nadie está seguro de cómo la estimulación cerebral mejora la enfermedad de Parkinson y otras afecciones, se entiende que la estimulación puede afectar la activación de las neuronas y regular los neurotransmisores como la serotonina y la dopamina.
Graham y otros ingenieros biomédicos en Johns Hopkins inventaron un casco que usa electrodos para estimular el cerebro de los pacientes con Parkinson. El dispositivo STIMband, que comenzará los ensayos clínicos a finales de este año o principios del próximo año, debe usarse en el hogar, lo que lo distingue de otros dispositivos de estimulación transcraneal. Los estudiantes esperan que ayude a tratar algunos de los síntomas más debilitantes del Parkinson, incluidos los problemas de temblor y equilibrio. A principios de este mes, STIMband ganó un premio de segundo lugar de $ 5, 000 en el concurso nacional de diseño BMEidea de VentureWell para estudiantes de biomedicina y bioingeniería.
Los estudiantes que crearon la banda STIM: Ian Graham, Melody Tan, Erin Reisfeld, Shruthi Rajan y David Blumenstyk. (Universidad Johns Hopkins). Con STIMband, los estudiantes colocan los electrodos en lugares conocidos por modelado por computadora para estimular partes del cerebro afectadas por el Parkinson. Observaron pacientes que participaban en los estudios de Johns Hopkins sobre estimulación transcraneal de corriente continua y quedaron impresionados por los resultados.
"He visto entrar a un paciente y después del tratamiento tuvo que firmar su nombre", dice Graham. "Dijo que no había podido escribir así en años".
Los estudiantes se reunieron con pacientes en la clínica de Parkinson del hospital durante muchos meses para recopilar datos sobre lo que la gente realmente necesitaba en un dispositivo en el hogar. Finalmente, se les ocurrió un diseño a batería basado aproximadamente en una gorra de béisbol, que se puede poner fácilmente y controlar con un botón grande.
El tratamiento con STIMband comenzaría en el consultorio del neurólogo, donde el dispositivo se adaptaría al paciente. Luego, el paciente llevaría el STIMband a casa y lo usaría durante 20 minutos al día, todos los días. El tratamiento podría eventualmente modificarse en función de los resultados individuales, pero Graham dice que los pacientes probablemente usarían la banda STIM indefinidamente, siempre que estén viendo resultados positivos.
"Dado que la EP [enfermedad de Parkinson] es degenerativa y la banda STIM actúa de manera diferente que la medicación, también debería ser beneficiosa durante un período de tiempo más largo", dice Graham. "Lamentablemente, ese período de tiempo aún se desconoce".
Si los ensayos de STIMband tienen éxito, el grupo espera lograr la aprobación de la FDA. El dispositivo probablemente costaría entre $ 600 y $ 1, 000, dependiendo de las opciones de materiales.
Los investigadores están estudiando actualmente la estimulación transcraneal como tratamiento para afecciones neurológicas y neuropsiquiátricas, que incluyen epilepsia, accidente cerebrovascular, síndrome de Tourette, depresión y manía, migraña, esquizofrenia, trastornos alimentarios, distonía (contracciones musculares involuntarias dolorosas) y dolor crónico. Pero la FDA solo ha aprobado la estimulación magnética transcraneal para la depresión resistente a los medicamentos.
"Esto no es como colocar imanes de refrigerador en la cabeza de las personas", dice el neurólogo David Brock, director médico de Neuronetics, la compañía que produce NeuroStar, un dispositivo de estimulación magnética transcraneal para la depresión. El tratamiento con NeuroStar se administra en el consultorio de un médico. Durante un período de cuatro a seis semanas, los pacientes acuden cinco días a la semana para sesiones de 45 minutos. Se sientan en una silla leyendo o escuchando música mientras el dispositivo, colocado sobre el lado izquierdo de la frente, estimula la corteza prefrontal izquierda.
A menudo, las personas consideran erróneamente que la estimulación transcraneal es un tratamiento alternativo, dice Brock, pero en realidad está respaldada por datos clínicos. Los estudios muestran que alrededor del 30 al 40 por ciento de los pacientes con depresión resistente al tratamiento entran en remisión después de usar NeuroStar, mientras que más tienen alguna mejora de los síntomas.
Representación del paciente utilizando el dispositivo NeuroStar (Neuronetics) Tampoco es la estimulación transcraneal como la terapia electroconvulsiva (TEC) o "tratamiento de choque", el tratamiento de la depresión estigmatizado pero a menudo altamente eficaz que utiliza electricidad para inducir una convulsión. A diferencia de la TEC, la estimulación transcraneal no induce una convulsión y no requiere anestesia general o hospitalización. También está libre de los efectos secundarios más notorios de la TEC, como la pérdida de memoria y la confusión.
Brock dice que la estimulación transcraneal seguramente se convertirá en un tratamiento aprobado para otras afecciones en los próximos años, una vez que los investigadores determinen la ubicación y la intensidad correctas para tratar el problema en cuestión. "[La estimulación transcraneal] se parece mucho a una navaja suiza", dice. "Hemos descubierto cómo usar la cuchilla, pero aún no hemos descubierto cómo usar todas las otras herramientas".
