Un dispositivo implantado en el cerebro podría detectar, detener y prevenir ataques epilépticos

Estos equipos de investigadores implantaron el dispositivo en el cerebro de los ratones y, cuando se detectaron las primeras señales de un ataque, liberaron un químico cerebral nativo que detuvo la convulsión en los ratones. Según apuntan, estos avances también podrían aplicarse a otras patologías, incluidos los tumores cerebrales y la enfermedad de Parkinson.

El trabajo representa otro avance en el desarrollo de componentes electrónicos flexibles que se conectan bien con el tejido humano. «Estas películas delgadas y orgánicas causan un daño mínimo en el cerebro, y sus propiedades eléctricas son adecuadas para este tipo de aplicaciones», asegura George Malliaras, profesor Prince Philip de Tecnología en el Departamento de Ingeniería de Cambridge y director la investigación.

Si bien hay muchos tipos diferentes de convulsiones, en la mayoría de los pacientes con epilepsia, las neuronas en el cerebro comienzan a activarse e indican a las neuronas vecinas que activen también, en un efecto de bola de nieve que puede afectar la conciencia o el control motor. La epilepsia se trata con mayor frecuencia con medicamentos antiepilépticos, pero estos medicamentos a menudo tienen efectos secundarios graves y no previenen las convulsiones en tres de cada diez pacientes.

En el trabajo actual, los investigadores usaron un neurotransmisor que actúa como freno en la fuente de la convulsión, lo que básicamente indica a las neuronas que dejen de disparar y finalicen la convulsión. El fármaco se administra a la región afectada del cerebro mediante una sonda neural que incorpora una pequeña bomba de iones y electrodos para controlar la actividad neuronal. Cuando los electrodos detectan la señal neuronal de una convulsión, se activa la bomba de iones, creando un campo eléctrico que mueve el fármaco a través de una membrana de intercambio iónico y sale del dispositivo, un proceso conocido como electroforesis. La cantidad de medicamento puede controlarse ajustando la intensidad del campo eléctrico.

«Además de ser capaz de controlar exactamente cuándo y cuánto medicamento se administra, lo especial de este enfoque es que las drogas salen del dispositivo sin ningún solvente -asegura el autor principal, el doctor Christopher Proctor, investigador postdoctoral en el Departamento de Ingeniería-. Esto previene el daño al tejido circundante y permite que los medicamentos interactúen con las células inmediatamente fuera del dispositivo».

Los investigadores descubrieron que las convulsiones podrían prevenirse con dosis relativamente pequeñas de medicamentos que representan menos del 1% de la cantidad total de fármaco cargado en el dispositivo. Esto significa que el dispositivo debe poder funcionar por períodos prolongados sin necesidad de rellenarlo. También encontraron evidencia de que el fármaco administrado, que en realidad era un neurotransmisor nativo del cuerpo, fue absorbido por procesos naturales en el cerebro en cuestión de minutos, lo cual, según los investigadores, debería ayudar a reducir los efectos secundarios del tratamiento.

Aunque los primeros resultados son prometedores, el tratamiento potencial no estaría disponible para humanos hasta dentro de varios años. Los investigadores planean estudiar los efectos a más largo plazo del dispositivo en ratones. Malliaras está estableciendo una nueva instalación en Cambridge que podrá prototipar estos dispositivos especializados, que podrían usarse para una variedad de condiciones. Aunque el dispositivo se probó en un modelo animal de epilepsia, la misma tecnología podría usarse potencialmente para otras afecciones neurológicas, incluido el tratamiento de tumores cerebrales y la enfermedad de Parkinson.