Investigadores identifican señales cerebrales asociadas con los síntomas del TOC, allanando el camino para el tratamiento adaptativo
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En un esfuerzo por mejorar el tratamiento del trastorno obsesivo compulsivo, un equipo de investigadores registró por primera vez señales eléctricas en el cerebro humano asociado con flujos y reflujos en los síntomas del TOC durante un período prolongado en sus hogares mientras realizaban su vida diaria. La investigación podría ser un paso importante para hacer que una terapia emergente llamada estimulación cerebral profunda responda a los cambios cotidianos en los síntomas del TOC.
El TOC, que afecta hasta al 2 % de la población mundial, provoca pensamientos recurrentes no deseados y comportamientos repetitivos. El trastorno suele ser debilitante y hasta un 20-40% de los casos no responden a los tratamientos farmacológicos o conductuales tradicionales. La estimulación cerebral profunda, una técnica que implica pequeños electrodos colocados con precisión en el cerebro que emiten pulsos eléctricos leves, es eficaz en el tratamiento de más de la mitad de los pacientes en los que fracasaron otras terapias. Una limitación es que DBS no puede adaptarse a los cambios de momento a momento en los síntomas del TOC, que se ven afectados por el entorno físico y social. Pero la DBS adaptativa, que puede ajustar la intensidad de la estimulación en respuesta a las señales en tiempo real registradas en el cerebro, podría ser más eficaz que la DBS tradicional y reducir los efectos secundarios no deseados.
«El TOC es un trastorno en el que la gravedad de los síntomas es muy variable a lo largo del tiempo y puede ser provocado por desencadenantes en el entorno», dijo David Borton, profesor asociado de ingeniería biomédica en la Universidad de Brown, ingeniero biomédico en el Centro de Neurorestauración y Neurotecnología del Departamento de Asuntos de Veteranos de EE. UU. y autor principal de la nueva investigación. «Un sistema DBS que puede ajustar la intensidad de la estimulación en respuesta a los síntomas puede brindar más alivio y menos efectos secundarios a los pacientes. Pero para habilitar esa tecnología, primero debemos identificar los biomarcadores en el cerebro asociados con los síntomas del TOC, y eso es lo que estamos trabajando para hacer en este estudio».
La investigación, dirigida por Nicole Provenza, una doctora reciente en ingeniería biomédica de Brown. graduado del laboratorio de Borton, fue una colaboración entre el grupo de investigación de Borton, afiliado al Instituto Carney de Ciencias del Cerebro y la Escuela de Ingeniería de Brown; los grupos de investigación del Dr. Wayne Goodman y el Dr. Sameer Sheth en el Baylor College of Medicine; y Jeff Cohn del Departamento de Psicología y el Programa de Sistemas Inteligentes de la Universidad de Pittsburgh y de la Universidad Carnegie Mellon.
Para el estudio, el equipo de Goodman reclutó a cinco participantes con TOC severo que eran elegibles para el tratamiento DBS. Sheth, neurocirujano líder, implantó a cada participante un dispositivo DBS en investigación de Medtronic capaz de proporcionar estimulación y registrar señales cerebrales eléctricas nativas. Usando las capacidades de detección del hardware, el equipo recopiló datos de señales cerebrales de los participantes tanto en entornos clínicos como en el hogar mientras realizaban sus actividades diarias.
Junto con los datos de señales cerebrales, el equipo también recopiló una serie de biomarcadores conductuales. En el entorno clínico, estos incluían la expresión facial y el movimiento corporal. Usando visión por computadora y aprendizaje automático, descubrieron que las características de comportamiento estaban asociadas con cambios en los estados cerebrales internos. En casa, midieron los autoinformes de los participantes sobre la intensidad de los síntomas del TOC, así como la frecuencia cardíaca de datos biométricos y los niveles de actividad general registrados por un reloj inteligente y una aplicación de teléfono inteligente emparejada proporcionada por Rune Labs. Todas esas medidas conductuales se sincronizaron en el tiempo con los datos de detección del cerebro, lo que permitió a los investigadores buscar correlaciones entre los dos.
«Esta es la primera vez que las señales cerebrales de los participantes con enfermedades neuropsiquiátricas han sido registrados crónicamente en casa junto con medidas de comportamiento relevantes», dijo Provenza. «Usando estas señales cerebrales, podemos ser capaces de diferenciar cuando alguien experimenta síntomas de TOC y cuando no, y esta técnica hizo posible registrar esta diversidad de comportamiento y actividad cerebral».
El análisis de Provenza de los datos mostró que la técnica sí detectó patrones de señales cerebrales potencialmente vinculados a la fluctuación de los síntomas del TOC. Si bien se necesita hacer más trabajo en una cohorte más grande, este estudio inicial muestra que esta técnica es una forma prometedora de avanzar en la confirmación de biomarcadores candidatos de TOC.
«Pudimos recopilar un conjunto de datos mucho más rico que el recopilado antes, y encontramos algunas tendencias tentadoras que nos gustaría explorar en una cohorte más grande de pacientes», dijo Borton. «Ahora sabemos que tenemos el conjunto de herramientas para precisar las señales de control que podrían usarse para ajustar el nivel de estimulación de acuerdo con los síntomas de las personas».
Una vez que esos biomarcadores se identifiquen positivamente, podrían usarse de forma adaptativa sistema DBS. Actualmente, los sistemas DBS emplean un nivel constante de estimulación, que puede ser ajustado por un médico en las visitas clínicas. Los sistemas DBS adaptativos, por el contrario, estimularían y registrarían la actividad cerebral y el comportamiento de forma continua sin necesidad de acudir a la clínica. Cuando el sistema detecta señales asociadas con un aumento en la gravedad de los síntomas, podría aumentar la estimulación para proporcionar potencialmente un alivio adicional. Del mismo modo, la estimulación podría atenuarse cuando los síntomas disminuyan. Tal sistema podría mejorar potencialmente la terapia DBS mientras reduce los efectos secundarios.
«Además de hacer avanzar la terapia DBS para casos de TOC grave y resistente al tratamiento, este estudio tiene el potencial de mejorar nuestra comprensión de los neurocircuitos subyacentes de el trastorno», dijo Goodman. «Esta comprensión más profunda puede permitirnos identificar nuevos objetivos anatómicos para el tratamiento que pueden ser susceptibles de nuevas intervenciones que son menos invasivas que DBS».
El trabajo en esta línea de investigación está en curso. Debido a que el TOC es un trastorno complejo que se manifiesta de formas muy variables entre los pacientes, el equipo espera ampliar el número de participantes para capturar más de esa variabilidad. Buscan identificar un conjunto más completo de biomarcadores de TOC que podrían usarse para guiar los sistemas DBS adaptativos. Una vez que esos biomarcadores estén en su lugar, el equipo espera trabajar con los fabricantes de dispositivos para implementar sus dispositivos DBS.
«Nuestro objetivo es comprender lo que nos dicen esas grabaciones cerebrales y entrenar el dispositivo para reconocer ciertos patrones asociados con síntomas específicos», dijo Sheth. «Cuanto mejor entendamos las firmas neuronales de la salud y la enfermedad, mayores serán nuestras posibilidades de usar DBS para tratar con éxito trastornos cerebrales desafiantes como el TOC».
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El nuevo algoritmo podría ayudar a habilitar dispositivos de estimulación cerebral profunda de última generación. Más información: David Borton, evaluación ecológica a largo plazo de la electrofisiología intracraneal sincronizada con marcadores de comportamiento en personas trastorno, Nature Medicine (2021). DOI: 10.1038/s41591-021-01550-z. www.nature.com/articles/s41591-021-01550-z Información de la revista: Nature Medicine
Proporcionado por la Universidad de Brown Cita: Los investigadores identifican señales cerebrales asociadas con Síntomas del TOC, allanando el camino para el tratamiento adaptativo (2021, 9 de diciembre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-12-brain-ocd-symptoms-paving-treatment.html Este documento está sujeto a derechos de autor . Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.