Cómo Funciona La Estimulación Cerebral Profunda

{h1}

La estimulación cerebral profunda proporciona pulsos cortos de electricidad directamente a su cerebro. Descubre cómo funciona la estimulación cerebral profunda.

Imagina por un momento que tienes un trastorno del movimiento como la enfermedad de Parkinson. El ligero temblor que notaste por primera vez en tus dedos ha empeorado gradualmente. Ahora las tareas simples, como levantar un vaso de agua o incluso atarse los zapatos, se han vuelto casi imposibles. Sus medicamentos recetados fueron útiles durante un tiempo, pero ahora los efectos secundarios se están convirtiendo en un problema.

Un día, su médico sugiere que podría ser un buen candidato para una terapia relativamente nueva llamada estimulación cerebral profunda. Describe cómo se implantaría un pequeño electrodo en un área específica de su cerebro, donde emitiría pulsos cortos de electricidad. Estos impulsos eléctricos, explica, alterarían los patrones de actividad en su cerebro responsables de los síntomas de su enfermedad.

Decide someterse a la cirugía necesaria para implantar el dispositivo, y unas pocas semanas después, la diferencia es sorprendente. Conectar la estimulación eléctrica reduce inmediatamente los temblores musculares y restaura el control sobre los movimientos finos. Aunque su enfermedad aún está presente, ahora puede controlar sus síntomas de manera mucho más efectiva.

Este escenario es muy real para las decenas de miles de personas en todo el mundo que han sido implantadas con un dispositivo de estimulación cerebral profunda (DBS). En este artículo, aprenderemos exactamente cómo funciona la DBS para lograr sus efectos terapéuticos. También exploraremos qué condiciones se pueden tratar con DBS y analizaremos los riesgos y las limitaciones de esta forma de tratamiento.

En la siguiente página, aprenderemos sobre los orígenes de la estimulación cerebral profunda y descubriremos cómo la tecnología detrás de DBS pudo avanzar tan rápidamente.

Compartiendo tecnologia

El progreso en el desarrollo de dispositivos DBS implantables avanzó rápidamente, gracias a una tecnología similar existente: marcapasos cardíacos. De hecho, estos dos dispositivos son tan similares en diseño que los dispositivos DBS a menudo se llaman marcapasos cerebrales.

Historia de la estimulación cerebral profunda

A principios de la década de 1950, los médicos encontraron que lesiones o destrucción de áreas específicas dentro del cerebro podrían ayudar a tratar ciertos trastornos del movimiento. Cuando se lesionaron áreas del cerebro involucradas en el trastorno, los síntomas a menudo mejoraron. Pronto, las cirugías de lesiones se convirtieron en un tratamiento estándar para reducir los problemas en el control motor causados ​​por enfermedades como la enfermedad de Parkinson.

Desafortunadamente, la cirugía de lesión no era una solución ideal. No siempre fueron eficaces para reducir los síntomas negativos, y en ocasiones causaron efectos secundarios dañinos. Uno de los principales problemas con las cirugías de lesión es que sus efectos no se pueden deshacer; Una estructura cerebral lesionada se destruye permanentemente. Como resultado, los efectos secundarios no deseados suelen ser irreversibles.

En la década de 1970 se introdujo una nueva terapia farmacológica para los trastornos del movimiento. Tratamiento con la nueva droga, llamada levodopa, podría utilizarse para controlar algunos de los mismos tipos de síntomas que las lesiones, pero sin la cirugía cerebral de riesgo. La terapia con levodopa comenzó rápidamente a reemplazar las cirugías de lesión, principalmente debido a las ventajas que brindaba a los pacientes. Uno de los beneficios fueron las dosis que podrían ajustarse para adaptarse a las necesidades individuales.

Después de muchos años, sin embargo, se encontró que la terapia con levodopa a largo plazo causaba nuevos problemas. El cerebro eventualmente compensa los efectos de las drogas. El resultado fue a menudo grave. Los pacientes estaban desarrollando nuevos problemas de control de movimiento que se consideraron peores que los síntomas originales.

Luego, a fines de la década de 1980, se hizo un nuevo descubrimiento. Los expertos descubrieron que los mismos efectos causados ​​por la lesión del tejido cerebral podrían lograrse estimulando el tejido con pulsos inofensivos de electricidad. Este fue un descubrimiento emocionante, porque los efectos de la estimulación eléctrica son completamente reversibles. De hecho, cuando la estimulación se apaga, el cerebro recupera su comportamiento normal. Al igual que los tratamientos farmacológicos, los médicos podrían adaptar la estimulación eléctrica para satisfacer las necesidades exactas de cada paciente. A diferencia de los tratamientos farmacológicos, la estimulación eléctrica podría localizarse de modo que solo se afectaran las partes intencionadas del cerebro.

Los tratamientos con estimulación cerebral profunda (DBS) se utilizaron de forma experimental durante varios años y se observaron resultados positivos del tratamiento. En 2002, el uso de DBS para afecciones como la enfermedad de Parkinson fue aprobado por la Administración de Drogas y Alimentos (FDA). DBS sigue siendo el tratamiento estándar para varios trastornos cerebrales similares a los de Parkinson.

En la siguiente sección, le mostraremos cómo se ve un dispositivo DBS implantable y descubriremos cómo funciona cada pieza.

¿Sabías?

En 1817, un médico británico, el Dr. James Parkinson, fue el primero en describir una enfermedad que tiene las siguientes características:

  • Temblando con la extremidad en reposo (temblor de reposo de una extremidad)
  • Lentitud de movimiento (bradiquinesia)
  • Rigidez o aumento de la resistencia al movimiento pasivo (rigidez de las extremidades o tronco)
  • Mal balance (inestabilidad postural)

La enfermedad fue, como habrás adivinado, llamada enfermedad de Parkinson. Para que un paciente sea diagnosticado con la enfermedad de Parkinson, debe haber un mínimo de dos de los síntomas anteriores. Si hay otros síntomas no característicos, puede requerirse un diagnóstico alternativo [fuente: The National Parkinson Foundation].

Componentes de estimulación cerebral profunda

Un dispositivo implantable de estimulación cerebral profunda entrega pulsos eléctricos cuidadosamente controlados a áreas específicas del cerebro involucradas en el control motor.

Un dispositivo implantable de estimulación cerebral profunda entrega pulsos eléctricos cuidadosamente controlados a áreas específicas del cerebro involucradas en el control motor.

Un dispositivo implantable de estimulación cerebral profunda (DBS) consta de tres partes principales: electrodo, la generador de pulso y el extensión. Esto es lo que cada parte del dispositivo está diseñado para hacer:

los electrodo es un pequeño dispositivo con forma de punta (imagínese el enchufe de un par de auriculares) que se implanta profundamente en la región del cerebro involucrada con los síntomas de la enfermedad. La superficie del electrodo tiene cuatro almohadillas metálicas utilizadas para transmitir pulsos de electricidad. Estos pulsos de electricidad son pequeños y solo estimulan el tejido cerebral dentro del rango cercano del electrodo. Esto permite que la estimulación eléctrica se dirija específicamente solo a la región del cerebro más cercana a donde se implanta el electrodo.

los generador de pulso (También llamado estimulador) es un dispositivo pequeño con forma de caja que genera las señales eléctricas que se envían al electrodo. El generador de pulso generalmente se implanta debajo de la piel en un espacio cerca del tórax del paciente. Incluye una batería con una vida útil que varía de dos a siete años. Los patrones eléctricos se generan en impulsos de encendido y apagado rápidos que se emiten a frecuencias muy altas, generalmente más de 100 veces por segundo. Solo en estas altas frecuencias, la estimulación ayuda a reducir los síntomas no deseados.

El último componente de un dispositivo DBS implantado es el extensión, que es simplemente un cable aislado que transporta las señales eléctricas del generador de impulsos al electrodo implantado en el cerebro. Si una parte del dispositivo de DBS atraviesa la piel, se creará un riesgo de infección, por lo que el cirujano generalmente hace un túnel debajo de la piel desde el generador de pulsos hasta el electrodo.

Por lo general, a los pacientes se les da un dispositivo de mano que utiliza un imán para comunicarse a través de su piel con el generador de pulsos. Esto permite al paciente controlar las dosis de estimulación eléctrica que recibe. Un médico establece el rango de dosis de estimulación dentro de ciertos límites, pero el paciente realmente realiza el ajuste fino del dispositivo en función de sus propias necesidades individuales.

Ahora que sabe qué partes conforman un dispositivo DBS, averigüemos cómo produce el efecto deseado.

¿Quién se beneficia de DBS?

Según la Clínica Cleveland, los pacientes diagnosticados con un trastorno del movimiento no son automáticamente elegibles para la cirugía de estimulación cerebral profunda. Entonces, ¿quién es un candidato? Cualquier paciente que:

  • No está satisfecho con su creciente pérdida de control del movimiento que surge de distonía u otros trastornos del movimiento
  • Presenta síntomas que provocan un deterioro en la calidad de vida.
  • Ha tenido una prueba adecuada y razonable de medicamentos.

Influencia del cerebro a través de la estimulación cerebral profunda

Este contenido no es compatible en este dispositivo.

Antes de continuar, tendremos que revisar algunos datos sobre el cerebro. Es posible que ya sepa que el cerebro está dividido en muchas áreas especializadas, cada una responsable de las diferentes tareas. Hay regiones separadas de su cerebro que desempeñan un papel en el control de los movimientos musculares, la memoria e incluso las emociones. Estas regiones separadas del cerebro trabajan juntas para lograr objetivos más grandes. Cuando las lesiones o enfermedades impiden que cualquier región del cerebro desempeñe su papel, es posible que no se cumplan los objetivos más importantes.

Un buen ejemplo de esto es el ganglios basales. Los ganglios basales son un grupo de estructuras cerebrales que trabajan juntas para ayudar a controlar los movimientos corporales. A medida que los movimientos se planifican y coordinan en el cerebro, la información en forma de actividad cerebral eléctrica fluye entre las estructuras de los ganglios basales. Cada estructura desempeña un papel en la modificación y el refinamiento de la información para ayudar a ajustar los movimientos musculares. Cuando cualquier parte de los ganglios basales está alterada, se altera el flujo normal de información. Los problemas generalizados de control del movimiento son a menudo el resultado, como en el caso de la enfermedad de Parkinson.

Para descubrir dónde entra la estimulación cerebral profunda, continuemos con el ejemplo de los ganglios basales.

Como se mencionó anteriormente, el flujo eléctrico normal de la actividad cerebral en los ganglios basales se ve interrumpido por los efectos de la enfermedad de Parkinson. El propósito de un electrodo DBS implantado es contrarrestar esta actividad cerebral anormal, alterándola de manera que disminuya los síntomas de la enfermedad.

El electrodo lo logra apuntando a una de varias estructuras posibles dentro de los ganglios basales. Para la enfermedad de Parkinson, esto es más comúnmente el núcleo subtalámico (STN). Un electrodo de estimulación cerebral profunda implantado en el STN envía pulsos de electricidad, modificando su comportamiento. Al alterar el comportamiento del STN, el electrodo finalmente está alterando toda la actividad cerebral que normalmente afecta el STN. Esto hace que el electrodo de DBS sea muy influyente, ya que el STN es una de varias estructuras en los ganglios basales que trabajan en conjunto.

Suena bastante simple, ¿verdad? Bueno, lo que los expertos aún no han resuelto del todo es exactamente cómo DBS influye en las estructuras cerebrales que estimula, aunque existen varias posibilidades posibles. Por ejemplo, las señales eléctricas que se repiten rápidamente emitidas por el electrodo DBS pueden actuar para bloquear la actividad cerebral irregular. En este escenario, los efectos de la estimulación eléctrica se pueden considerar como una puerta que bloquea ciertas vías de información dañada. Otra posibilidad es que el patrón regular de impulsos eléctricos del electrodo DBS implantado actuaría para anular los flujos irregulares de información. En otras palabras, la estimulación eléctrica del dispositivo DBS actúa para ahogar los patrones anormales de la actividad cerebral.

La historia completa de cómo DBS logra sus efectos es probablemente mucho más compleja. Es probable que el mismo patrón de estimulación cerebral profunda afecte a diferentes partes de la misma estructura cerebral en formas completamente opuestas. Aunque los mecanismos de la DBS aún no están completamente desarrollados, los médicos tienen suficiente experiencia en el uso de la DBS para sentirse seguros de su seguridad y eficacia.

Ahora que tiene una idea de cómo funciona un dispositivo DBS, echemos un vistazo a cómo se implanta en el cerebro.

Cuestionario de MRI

Las máquinas de resonancia magnética se utilizan comúnmente para investigar el cerebro. Vea cuánto sabe de ellos en nuestro Cuestionario de MRI.

Implantación del dispositivo de estimulación cerebral profunda

Las imágenes por resonancia magnética se utilizan para ayudar al cirujano a localizar con precisión las estructuras dentro del cerebro del paciente.

Las imágenes por resonancia magnética se utilizan para ayudar al cirujano a localizar con precisión las estructuras dentro del cerebro del paciente.

Uno de los objetivos más desafiantes para un cirujano que implanta un dispositivo de estimulación cerebral profunda es implantar con seguridad el electrodo en la ubicación precisa del objetivo dentro del cerebro. Debido a que no todos los cerebros tienen la misma forma, la tarea de localizar y acceder a una estructura cerebral específica sin alterar las estructuras circundantes requiere el uso de herramientas y técnicas especiales.

Una herramienta estándar que se usa para las cirugías cerebrales más delicadas es una marco estereotactic. Este dispositivo es básicamente una estructura metálica que mantiene la cabeza del paciente muy quieta y le brinda a los médicos un punto de partida estable para realizar sus mediciones. El cirujano también se basará en sofisticadas técnicas de imagen para ayudar a identificar la ubicación de estructuras específicas dentro del cerebro. Por ejemplo, el cirujano puede confiar en imágenes de resonancia magnética (MRI) o tomografía computarizada (tomografía computarizada), que se pueden considerar como escaneos de rayos X tridimensionales.

La mejor manera para que el cirujano se asegure de que el electrodo está en el lugar correcto es encender el dispositivo y observar sus efectos en los síntomas del paciente. Por esta razón, el paciente generalmente se mantiene despierto para la parte de implantación de electrodo de la cirugía. Debido a que el cerebro en sí no tiene receptores de dolor, el paciente no sentirá ningún dolor. Solo se requiere anestesia local para adormecer la ubicación donde se hace un pequeño agujero en el cráneo. El paciente también deberá descontinuar el uso de todos los medicamentos antes de la cirugía. Este requisito es para que se puedan observar los efectos de la estimulación eléctrica solo en los síntomas de la enfermedad.

Una vez que el electrodo está firmemente en su lugar, el generador de pulso se implanta en otra parte del cuerpo del paciente donde hay más espacio. Por lo general, esto se encuentra en una ubicación dentro del pecho del paciente. Dado que ya no hay necesidad de que el paciente esté despierto, se lo coloca bajo anestesia general para esta parte de la cirugía. Otro paso involucrado en la cirugía es hacer un túnel debajo de la piel desde el generador de pulsos hasta el electrodo en el cerebro.

Varios días después de la cirugía, los médicos encienden el dispositivo de estimulación cerebral profunda y lo programan para satisfacer las necesidades individuales del paciente. Los diferentes aspectos del patrón de estimulación eléctrica, como la intensidad del pulso, la forma y la frecuencia, se pueden ajustar según sea necesario. También se requiere que el paciente venga cada pocos meses para que los médicos puedan ajustar este patrón para asegurar un rendimiento óptimo del dispositivo.

Escucha tu cerebro

A veces, el cirujano identifica las estructuras cerebrales mediante una técnica adicional, conocida como grabación de microelectrodos. En esta técnica, un electrodo en el extremo de un cable muy fino pasa a través de diferentes áreas del cerebro, donde es capaz de registrar patrones eléctricos de las estructuras cerebrales circundantes. Estos patrones eléctricos se pueden convertir en sonido, lo que permite al cirujano escuchar la actividad cerebral que rodea al electrodo. Las diferentes estructuras cerebrales tienen patrones únicos de actividad eléctrica, y un neurocirujano experimentado puede distinguir estas estructuras con solo escuchar estos patrones.

Resultados de la estimulación cerebral profunda

El actor Michael J. Fox asiste

El actor Michael J. Fox asiste a "A Funny Thing Happened On The Way To Cure Parkinson" - Una velada benéfica para la Fundación Michael J. Fox para la investigación de Parkinson.

La DBS es quizás la más famosa en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson. El destacado actor Michael J. Fox ayudó a llevar el Parkinson a los ojos del público cuando reveló su diagnóstico de la enfermedad. El temblor esencial y la distonía son otros dos trastornos del movimiento que también suelen tratarse con DBS. El temblor esencial se caracteriza por temblores durante los movimientos musculares y en realidad es el trastorno del movimiento más común en los Estados Unidos. Por lo general, la medicación sola es suficiente para tratar el temblor esencial, pero a veces los casos graves requieren tratamiento con DBS.

La distonía es un trastorno que produce contracciones musculares no deseadas. En particular, la cirugía de implantación de DBS se realiza de manera diferente en el caso de la distonía. Debido a que los pacientes con distonía no pueden suprimir los movimientos de cabeza y cuello que forman parte de sus síntomas, los pacientes deben someterse a anestesia general durante la cirugía de implantación de electrodos. Como veremos más adelante, esta situación puede hacer que el implante de electrodos sea más desafiante para el médico.

La enfermedad de Parkinson, el temblor esencial y la distonía son trastornos del movimiento que comparten síntomas tratables mediante la estimulación con DBS a los ganglios basales. La DBS también se puede usar en regiones del cerebro fuera de los ganglios basales para tratar otras afecciones causadas por una función cerebral anormal. El uso más común de DBS es en realidad para el tratamiento del dolor crónico.

La DBS también ha mostrado resultados prometedores en el tratamiento experimental de otras afecciones, como el síndrome de Tourette, la esclerosis múltiple (EM), la depresión, la epilepsia y el trastorno obsesivo compulsivo (TOC). También existe una amplia gama de otras posibles aplicaciones futuras para la terapia de estimulación cerebral profunda. El tratamiento de ciertos tipos de dolores de cabeza, depresión e incluso obesidad son solo algunas de las posibles aplicaciones de DBS que se están explorando actualmente.

Hemos visto cómo se ve un dispositivo DBS y qué condiciones puede tratar, pero ¿cuáles son algunos de los riesgos y efectos secundarios?

Investigación y Resultados

En 1998 Celebrity Michael J.Fox anunció públicamente que había sido diagnosticado con la enfermedad de Parkinson en 1991. Desde entonces, ha fundado la Fundación Michael J. Fox para la Investigación del Parkinson. Cuando se publicó este artículo, la fundación ha recaudado más de 120 millones de dólares para el desarrollo de tratamientos para la enfermedad de Parkinson.

Riesgos y efectos secundarios de la estimulación cerebral profunda

La cirugía requerida para implantar un dispositivo DBS es un procedimiento costoso y potencialmente riesgoso que los médicos recomendarán solo para ciertos pacientes. En primer lugar, el paciente debe tener una condición física saludable y soportar el estrés causado por una cirugía mayor.

También es importante asegurarse de que la terapia DBS tenga una buena probabilidad de producir resultados efectivos. Una indicación de que la DBS será un tratamiento eficaz es si los síntomas del paciente responden a la terapia con medicamentos. Las terapias con medicamentos actúan en algunas de las mismas vías cerebrales que la DBS, por lo que si los medicamentos tienen un buen efecto, la estimulación cerebral profunda también podría ser beneficiosa.

Entonces, ¿en qué etapa se debe considerar la estimulación cerebral profunda? La mayoría de los especialistas están de acuerdo en que la implantación de DBS debe ocurrir después de que las terapias con medicamentos comiencen a producir sus efectos secundarios negativos, pero antes de que el paciente comience a experimentar una disminución importante en la calidad de vida. La calidad de vida a veces se mide por la capacidad del paciente para realizar actividades de la vida diaria.

El paciente también debe tener expectativas realistas con respecto a los resultados de la terapia DBS. Debe quedar claro para el paciente que la DBS no es una cura para su afección, sino un tratamiento que podría aliviar los síntomas de la afección. Por supuesto, el paciente también debe ser plenamente consciente de los riesgos y los posibles efectos secundarios relacionados con la implantación de DBS.

Aunque la DBS es generalmente reconocida como un tratamiento muy seguro, cualquier cirugía mayor, especialmente la cirugía cerebral, conlleva ciertos riesgos. Uno de los principales riesgos es la hemorragia o el sangrado excesivo causado por el daño a los vasos sanguíneos. El tejido cerebral es muy delicado, y navegar por el cerebro para implantar un dispositivo puede ser un desafío. La probabilidad de daño importante debido a una hemorragia es baja, pero si se produce una hemorragia, las complicaciones resultantes pueden ser graves y permanentes.

La infección es otro riesgo asociado con la cirugía de implantación de DBS. Los problemas causados ​​por la infección suelen ser leves y tratables, pero a veces las infecciones pueden causar problemas graves. Un riesgo más que vale la pena mencionar es la rotura del dispositivo. Las roturas en el cable de extensión o el movimiento del electrodo de estimulación son dos de las principales causas de falla del dispositivo.

Los efectos secundarios causados ​​por la estimulación eléctrica del electrodo DBS varían de un paciente a otro y comúnmente incluyen problemas menores de control sensorial o motor. Los efectos secundarios psicológicos pueden incluir cambios de humor o sentimientos de depresión. Afortunadamente, todos estos efectos secundarios suelen ser temporales o pueden revertirse apagando la estimulación. En la mayoría de los casos, el médico puede ajustar los patrones de estimulación eléctrica del dispositivo para minimizar los efectos secundarios.

Si encuentra este artículo interesante y le gustaría saber más sobre la estimulación cerebral profunda, siga los enlaces de la página siguiente. Ellos le pueden proporcionar un montón de gran información.

Negocio riesgoso…?

Cualquier forma de cirugía cerebral implica riesgo, y la estimulación cerebral profunda no es una excepción. Además de los riesgos y efectos secundarios mencionados anteriormente, también existen riesgos relacionados con el procedimiento de implantación en sí. A continuación se enumeran algunos problemas de salud y efectos secundarios más importantes de la estimulación cerebral profunda:

En un esfuerzo por tratar la enfermedad de Parkinson, algunos pacientes que han recibido cirugía de estimulación cerebral profunda han tenido otros efectos secundarios indeseables. Estos efectos varían en severidad desde ataques de pánico, dificultades del habla y problemas de movimiento, hasta el suicidio [fuente: MayoClinic.com].


Suplemento De Vídeo: La Unidad de Estimulación Cerebral Profunda de Valdecilla.




Investigación


Científicos Sorprendidos Del Tamaño Del Terremoto En Japón
Científicos Sorprendidos Del Tamaño Del Terremoto En Japón

Animación Captura Ingenioso Remolino De Corrientes Oceánicas
Animación Captura Ingenioso Remolino De Corrientes Oceánicas

Noticias De Ciencia


Fotos: La Extraña Serpiente De 4 Patas Era Una Criatura De Transición
Fotos: La Extraña Serpiente De 4 Patas Era Una Criatura De Transición

¿Qué Está Causando La Lluvia Masiva Del Huracán Lane?
¿Qué Está Causando La Lluvia Masiva Del Huracán Lane?

10 Supersticiones Científicamente Sólidas Sobre El Clima
10 Supersticiones Científicamente Sólidas Sobre El Clima

Polar Express: Calentamiento Para Cambiar Los Caminos De Tormenta Hacia El Norte
Polar Express: Calentamiento Para Cambiar Los Caminos De Tormenta Hacia El Norte

El Núcleo Interno Giratorio De La Tierra Cambia Su Velocidad
El Núcleo Interno Giratorio De La Tierra Cambia Su Velocidad

ES.WordsSideKick.com
Reservados Todos Los Derechos!
La Reproducción De Cualquier Permitió Sólo Prostanovkoy Enlace Activo Al Sitio ES.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ES.WordsSideKick.com