Interfaz neural ayuda a diagnosticar y tratar trastornos neurológicos con riesgos quirúrgicos mínimos

Los métodos tradicionales para interactuar con el sistema nervioso generalmente implican crear una abertura en el cráneo para acceder al cerebro. Ahora, los investigadores han presentado una técnica innovadora llamada interfaces endocisternales (ECI), que permite el registro eléctrico y la estimulación de las estructuras neuronales, incluidos el cerebro y la médula espinal, a través del líquido cefalorraquídeo (LCR). El LCR, que rodea de forma natural el sistema nervioso, se utiliza como conducto para la administración de dispositivos específicos. Al realizar una simple punción lumbar en la parte inferior de la espalda, los investigadores pueden insertar un catéter flexible para acceder tanto al cerebro como a la médula espinal. Mediante el uso de bioelectrónica miniaturizada alimentada por magnetoelectricidad, este sistema inalámbrico se puede implementar con un pequeño procedimiento percutáneo. Los electrodos del catéter flexible pueden luego ser guiados desde el espacio subaracnoideo espinal hasta los ventrículos cerebrales.

Para probar la hipótesis, un equipo de investigadores de la Universidad Rice (Houston, Texas, EUA) estudió el espacio endocisternal y midió el ancho del espacio subaracnoideo, o espacio lleno de líquido, en pacientes humanos mediante imágenes por resonancia magnética. Además, validaron la viabilidad de esta nueva interfaz neuronal mediante la realización de experimentos en modelos animales de gran tamaño, específicamente ovejas. Sus experimentos demostraron que los electrodos del catéter podían introducirse y navegar con éxito en los espacios ventriculares y la superficie cerebral para la estimulación eléctrica. Con el implante magnetoeléctrico, los investigadores lograron registrar señales electrofisiológicas, como la activación muscular y los potenciales de la médula espinal.

Imagen: los electrodos de catéter se pueden entregar y guiar hacia los espacios ventriculares y la superficie del cerebro para la estimulación eléctrica (foto cortesía de la Universidad Rice)

Los resultados preliminares de seguridad indicaron que el sistema ECI siguió funcionando con daños mínimos hasta 30 días después de que el dispositivo electrónico se implantara crónicamente en el cerebro. Además, el estudio, publicado en la revista Nature Biomedical Engineering, reveló que, a diferencia de las interfaces neuronales endovasculares que requieren medicación antitrombótica y están limitadas por el tamaño y la ubicación de los vasos sanguíneos, la ECI proporciona un acceso más amplio a los objetivos neuronales sin necesidad de dicha medicación.

“Esta es la primera técnica reportada que permite que una interfaz neuronal acceda simultáneamente al cerebro y la médula espinal mediante una punción lumbar simple y mínimamente invasiva”, dijo Peter Kan, profesor y titular de la Cátedra Robert L. Moody de Neurocirugía en la UTMB. “Introduce nuevas posibilidades para terapias en la rehabilitación de accidentes cerebrovasculares, el monitoreo de la epilepsia y otras aplicaciones neurológicas”.