La nueva técnica permite a los investigadores controlar las células cerebrales sin necesidad de cirugía.

Los investigadores han descubierto que las señales eléctricas de baja frecuencia pueden desencadenar reacciones en las células cerebrales profundas

Los investigadores han dado un paso más hacia el tratamiento de enfermedades como el Parkinson y la epilepsia, sin la necesidad de colocar un implante en el cerebro.

En estos días, muchas regiones del cerebro pueden ser moduladas por electricidad para ayudar a mejorar la función cerebral, en una técnica que ya se usa para tratar el Parkinson y la epilepsia. Pero debido a que estas células tienden a estar en lo profundo del cerebro, su control requiere implantes neuroquirúrgicos.

“Si pudiéramos estimular de manera no invasiva las regiones profundas sin afectar las regiones de arriba, podríamos ayudar a más personas, porque podríamos estimular selectivamente las regiones profundas sin necesidad de cirugía”, dijo Ed Boyden, profesor del Instituto de Tecnología de Massachusetts. y coautor del nuevo artículo, le dijo a DyN Noticias.

Boyden y su equipo desarrollaron una técnica para excitar neuronas profundas en el cerebro utilizando solo electrodos colocados en la cabeza de un ratón.

“Aplicamos campos eléctricos de alta frecuencia a diferentes partes del cerebro”, dijo Boyden a DyN Noticias. Las células del cerebro no pueden responder a los campos de alta frecuencia, por lo que las células del cerebro ignoran estas señales cuando se envían solas.

Suscríbete a DyN Noticias

“Pero donde los campos de alta frecuencia se superponen, encontramos que interfieren entre sí”, dijo Boyden. “Esto significa que podemos obtener un campo de baja frecuencia con una frecuencia igual a la diferencia numérica entre las frecuencias de los campos de alta frecuencia”.

Por ejemplo, se puede enviar una señal eléctrica de 4.000 Hz desde un lado de la cabeza y una señal de 4.001 Hz desde el otro lado. Cuando las dos señales interfieren con el cerebro, crearán una onda eléctrica a 1 Hz, la diferencia entre las dos señales. Este rango de baja frecuencia para excitar las neuronas.

Esta amplitud del campo de baja frecuencia puede impulsar las neuronas, lo que hace posible excitar neuronas profundas en el cerebro sin la necesidad de un implante quirúrgico. La técnica se llama estimulación con interferencia temporal (o IT).

En el estudio, los investigadores probaron el modelo en simulaciones 3D y ratones vivos. Usando ratones, encontraron que podría estimular al cerebro a mover cosas como la pata derecha del ratón, el bigote y las orejas, luego la pata izquierda, el bigote y las orejas.

Aunque los investigadores saben que estas bajas frecuencias pueden estimular las células cerebrales, se comprende menos exactamente por qué funciona la técnica.

“Informamos un hallazgo biofísico de que las neuronas pueden responder a envolventes de baja frecuencia de campos interferentes de alta frecuencia, pero aún no hemos identificado el mecanismo exacto”, dice Boyden.

“Una posibilidad es que las neuronas reaccionen de forma no lineal a múltiples campos, produciendo una señal a la frecuencia de la diferencia. Entonces, la propiedad de filtrado de paso bajo de las neuronas permite que las neuronas respondan a esa frecuencia con poca diferencia. Pero puede haber otras formas en que responden las neuronas. “

Los autores esperan desarrollar los resultados en una técnica para su uso en humanos y esperan realizar pronto estudios de estimulación de TI en voluntarios humanos. “Ahora estamos trabajando en estudios en humanos”, dijo Boyden a DyN Noticias.

El artículo fue publicado hoy en la revista Cell.

Todas las noticias de la ciencia de todo el mundo en un sólo sitio. noticias de Ciencia.