La estimulación cerebral profunda está teniendo buenos resultados en trastornos neurológicos como el Parkinson y la epilepsia, pero requiere implantes quirúrgicos. Ídem optogenética, para lo cual es necesario implantar fibras ópticas en el cerebro.
Un equipo multidisciplinario de la Universidad de Washington en St. Louis ha desarrollado una nueva técnica de estimulación cerebral. Se llama Sonotermogenética y utiliza ultrasonido enfocado que puede activar y desactivar tipos específicos de neuronas en el cerebro. Es capaz de controlar con precisión la actividad motora sin la implantación de dispositivos quirúrgicos.
¿Por qué se llama sonotermogenética?
El equipo, dirigido por hong chen, profesor asistente de ingeniería biomédica y oncología radioterápica, es el primero en proporcionar evidencia directa de que esta tecnología funciona. Una combinación del efecto de calentamiento inducido por ultrasonidos y la genética. También es el primer trabajo que muestra que la sonotermogenética puede controlar de manera robusta el comportamiento estimulando un objetivo específico en las profundidades del cerebro.
Los resultados de los tres años de investigación, financiados en parte por la Iniciativa BRAIN de los Institutos Nacionales de Salud, fueron publicado en línea en Estimulación Cerebral Que el 10 2021.
Investigación sobre Sonotermogenética
El grupo de investigación senior incluyó a reconocidos expertos en sus campos, de diferentes universidades. Una técnica como la de la Sonotermogenética sólo podría desarrollarse a partir de diferentes conocimientos: ingeniería biomédica, radiología, física, medicina, anestesiología y farmacología.
"Nuestro trabajo ha proporcionado evidencia de que la sonotermogenética evoca respuestas de comportamiento en ratones", dice Chen. "La sonotermogenética tiene el potencial de transformar nuestros enfoques de investigación y descubrir nuevos métodos para comprender y tratar los trastornos del cerebro humano".
¿Cómo funciona?
Usando un modelo de ratón, Chen y el equipo entregaron una construcción viral que contenía canales iónicos TRPV1 a neuronas seleccionadas genéticamente. Luego, a través de un dispositivo portátil, entregaron un pequeño aumento de calor a través de un ultrasonido enfocado de baja intensidad a neuronas seleccionadas en el cerebro. El calor, solo unos pocos grados más caliente que la temperatura corporal, activó el canal iónico TRPV1, que actuó como un interruptor para encender o apagar las neuronas.
"Podemos mover el dispositivo de ultrasonido que se lleva en la cabeza de los ratones que se mueven libremente para alcanzar diferentes posiciones en todo el cerebro", dice. Yaohengyang, primer autor del artículo.
Al no ser invasiva, esta técnica tiene el potencial de ampliarse a animales grandes y, en el futuro, a humanos.
La sonotermogenética promete apuntar a cualquier lugar del cerebro con una precisión milimétrica, sin causar ningún daño.
