Uso de la retroalimentación de la actividad cerebral para automatizar la técnica de estimulación para el tratamiento de trastornos
Resumen gráfico. Crédito: DOI: 10.1016/j.brs.2022.01.016
Los médicos han utilizado la estimulación cerebral magnética transcraneal (TMS) durante años para tratar trastornos cerebrales como el dolor crónico y la depresión, pero gran parte del éxito del tratamiento se ha basado en las manos. operar el dispositivo manual. Para brindar una mejor calidad de vida a más pacientes, un equipo de investigación dirigido por la Universidad Aalto en Finlandia ha desarrollado una forma de encontrar rápidamente la estimulación óptima para cualquier individuo. Los resultados ya están disponibles en línea en Brain Stimulation.
TMS funciona enviando pulsos magnéticos al cerebro con una bobina colocada en la cabeza. Estos pulsos repetidos, que se sienten como ligeros golpecitos en la cabeza, pueden alterar la forma en que las neuronas se comunican, aumentando o disminuyendo esencialmente la eficacia de cómo se hablan entre sí. Muchos trastornos cerebrales, como los accidentes cerebrovasculares y la depresión, están asociados con la actividad excesiva o insuficiente de algunas partes del cerebro.
El nuevo método utiliza un algoritmo que evalúa y ajusta instantáneamente la ubicación de la estimulación con la ayuda de la electroencefalografía ( EEG), que detecta la actividad eléctrica en el cerebro. Los investigadores demostraron cómo el método encuentra automáticamente los parámetros de estimulación óptimos en función de las respuestas de EEG medidas.
«Básicamente, estamos midiendo lo que sucede en el cerebro inmediatamente después de cada pulso. Con base en la reacción del cerebro que se produce en el primeras decenas de milisegundos o milésimas de segundo, nuestro algoritmo ajustará, en tiempo real, cómo se da el siguiente pulso de estimulación. Debido a que podemos encontrar la dirección de estimulación óptima rápidamente, el método tiene un potencial real para mejorar la eficacia del tratamiento TMS», dice Aino Tervo, estudiante de doctorado en la Universidad Aalto y coautor principal del artículo.
Actualmente, los operadores de TMS necesitan encontrar la mejor ubicación y orientación de estimulación para el cerebro de cada paciente de forma manual, una proeza basada en la capacitación y la experiencia. pero eso trae resultados variables y es lento. Por ejemplo, con TMS, los usuarios pueden ubicar áreas de la corteza motora o la red del lenguaje al observar los efectos inmediatos en los movimientos de las manos o el habla de los pacientes, una función crucial para los cirujanos que se preparan para una cirugía cerebral. Para enfocarse en otras áreas del cerebro, como las asociadas con la depresión, los operadores confían en la comprensión común de dónde se encuentra el área objetivo en un cerebro típico, un proceso poco confiable y, a veces, tedioso.
Crédito: Universidad Aalto
Experimentos detallados en el estudio muestran que el circuito de retroalimentación TMSEEG alimentado por algoritmo de computadora puede encontrar la dirección de estimulación óptima con un conjunto de 3060 pulsos individuales en solo 12 minutos. En comparación, los operadores pueden tardar 1020 minutos en interpretar las señales ellos mismos; agregar retroalimentación de EEG a la mezcla podría extender la evaluación manual aún más.
«El área que inicialmente asumimos que podría ser la mejor para estimular, en realidad puede no ser la mejor. Necesitamos información para encontrar el lugar correcto, «, explica el profesor de la Universidad Aalto Risto Ilmoniemi, que lidera el proyecto ConnectToBrain financiado por ERC y llevado a cabo con investigadores de las universidades de Tbingen y Chieti-Pescara.
«Lo que el algoritmo es capaz de hacer es calcular dónde podemos obtener la mejor información para encontrar la estimulación óptima para un paciente en particular, con el menor número de pulsos posible. Minimizar el número de pulsos hace que la búsqueda sea más rápida y cómoda», explica Ilmoniemi.
Más que un solo bobina de cobre que administra los pulsos, el prototipo utilizado en este estudio tiene dos bobinas superpuestas que hacen posible los ajustes de orientación. Este es el primer paso de esfuerzos mayores en el proyecto ConnectToBrain para desarrollar un sistema integral capaz de estimular cualquier parte del cerebro, o múltiples áreas simultáneamente, en intervalos de tiempo de escala de milisegundos.
El dispositivo prototipo más nuevo tiene cinco bobinas superpuestas, lo que permite ajustar tanto la ubicación como la orientación en una región específica del cerebro. En última instancia, estos esfuerzos podrían conducir a la capacidad de seguir instantáneamente si el tratamiento con TMS aumenta o disminuye la actividad neuronal en los rincones clave del cerebro.
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Nueva tecnología de estimulación cerebral para aliviar el dolor y la depresión Más información: Aino E. Tervo et al, Optimización de circuito cerrado de estimulación magnética transcraneal con retroalimentación de electroencefalografía, Estimulación cerebral (2022). DOI: 10.1016/j.brs.2022.01.016 Proporcionado por Aalto University Cita: Uso de retroalimentación de actividad cerebral para automatizar la técnica de estimulación para el tratamiento de trastornos (2022, 15 de febrero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https:// medicalxpress.com/news/2022-02-brain-feedback-automate-technique-disorders.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.