.

Biotecnología

Mejoras en el análisis de las ondas cerebrales

1

Un nuevo método para el análisis de las señales cerebrales podría ayudar a elegir el tipo de tratamiento más apropiado después de un derrame.

  • por Emily Singer | traducido por Francisco Reyes (Opinno)
  • 26 Mayo, 2009

Una nueva forma de analizar la actividad eléctrica del cerebro podría ayudar a los médicos a diagnosticar las enfermedades cerebrales y valorar los beneficios de los distintos tratamientos. ElMindA, una startup con sede en Israel, está en fase de desarrollo de este nuevo sistema de análisis, con el que esperan poder ayudar a que los doctores diagnostiquen los trastornos por déficit de atención e hiperactividad (TDAH) de forma más objetiva y puedan ofrecer tratamientos más rápidamente para los pacientes con derrames cerebrales. La compañía está colaborando con otras empresas de fármacos y aparatos médicos para poder tener un producto listo en el mercado de aquí a 18 meses.

“Claramente, cada día hay más interés en el uso de las señales cerebrales para los procesos de rehabilitación y para otro tipo de diagnósticos,” afirma Gerwin Schalk, neurocientífico del Wadsworth Center en Albany, Nueva York, y que no colabora con ElMindA. “Existe mucho potencial, aunque aún no se han llevado a cabo muchos trabajos en este campo.

La electroencelografía (EEG) es un método que lleva usándose durante décadas para medir la actividad cerebral del cerebro a partir de una serie de sensores colocados en el cuero cabelludo. Durante los últimos años, gracias la mejora de la tecnología que utilizan estos sensores y de las técnicas de proceso de datos, así como a un mayor conocimiento del cerebro, el tipo de información que se puede extraer a partir de los electroencefalogramas ha mejorado de forma significativa. Por ejemplo, hoy día los científicos utilizan unas técnicas para el reconocimiento de patrones y para el procesamiento informático intenso de señales que les permiten predecir el lugar del cerebro en el que se originó la señal detectada en el cuero cabelludo, o la forma en que las distintas partes del cerebro están conectadas entre sí.

En la actualidad, los EEG tienen una serie de aplicaciones clínicas—por ejemplo para el diagnóstico de trastornos del sueño, o la ubicación del origen de una apoplejía—aunque ElMindA y otras compañías similares esperan poder ampliar la variedad de usos del sistema. La compañía ha desarrollado un nuevo sistema que calcula una serie de distintos parámetros a partir de los datos recogidos en el EEG, tales como la frecuencia y amplitud de la actividad eléctrica en áreas específicas del cerebro, el origen de algunas señales en concreto, y la sincronía en cuanto a actividad en dos áreas distintas del cerebro cuando los pacientes llevan a cabo ciertos tests con ordenadores. “Normalmente solemos descubrir patrones de actividad que son muy específicos dentro del estado del paciente,” afirma Amir Geva, fundador de la compañía y director del laboratorio biomédico en la Universidad de Ben-Gurion.

Los científicos están intentando caracterizar esos patrones en el contexto de la terapias relacionadas con los derrames. Los problemas motores y del habla se pueden mejorar después de sufrir un derrame gracias al uso de sesiones de rehabilitación intensiva que ayuden a restaurar las conexiones cerebrales y compensen el daño llevado a cabo en los circuitos. Hoy día, elegir la mejor terapia para los pacientes es, de algún modo, un proceso de ensayo y error que puede alargarse durante semanas. No obstante, y puesto que la capacidad de recuperación se ve reducida según pasa el tiempo, es de vital importancia el poder encontrar cuanto antes el tipo de tratamiento más indicado para un paciente después de un derrame.

En un estudio reciente y aún no publicado sobre pacientes de derrame con un trastorno conocido como negligencia visual—un síntoma común por el que los pacientes ignoran, sin saberlo, la mitad del campo visual—los investigadores analizaron la actividad cerebral a lo largo del proceso de rehabilitación. Los pacientes de derrame empezaron el estudio con patrones de actividad que resultaban muy distintos de aquellos observados en individuos normales. Los científicos observaron que los pacientes cuya visión mejoró tras dos semanas de tratamiento—tenían más facilidad para detectar objetos en movimiento dentro del área abandonada del campo visual—mostraban signos de mejora en el cerebro antes de que dichas mejoras fueran evidentes para el paciente o para los terapeutas mismamente. “El patrón se asemeja al de un paciente normal,” afirma Geva.

Por el contrario, aquellos pacientes que no mejoran con las terapias de rehabilitación intensiva no muestran cambios en la actividad cerebral por anticipado, o muestran cambios que no se ajustan a los patrones normales. Finalmente, el objetivo de ElMindA es utilizar el dispositivo para determinar más rápidamente si un paciente debe cambiar de tratamiento o no; sin embargo se necesitan pruebas clínicas a mayor escala para demostrar si este procedimiento mejoraría los resultados clínicos de forma significativa.

Los científicos también han utilizado el sistema de ElMindA para caracterizar los patrones de actividad cerebral en pacientes con TDAH, identificando aquellos patrones estadísticos que difieren entre las personas normales y aquellas con TDAH. Geva y sus colaboradores quieren que este tipo de tecnología se pueda utilizar como método más objetivo para diagnosticar este trastorno.
 
“Muchos de los métodos utilizados para el diagnóstico de trastornos cerebrales, como por ejemplo el TDAH y la depresión, se basan en encuestas hechas con lápiz y papel, que tienen poca conexión con todo lo que sabemos acerca del cerebro,” afirma Moshe Bar, consultor científico de ElMindA y neurocientífico en el Martinos Center for Biomedical Imaging, afiliado con la Escuela de Medicina de Harvard. “Al ser capaces de extraer patrones importantes, seremos capaces de ofrecer a los médicos algo realmente único.”

En la Escuela de Medicina de Harvard están a punto de comenzar unas pruebas clínicas para demostrar la efectividad del sistema de ElMindA a la hora de diagnosticar a los pacientes con TDAH y predecir qué tratamientos resultarían más efectivos. “A muchos niños se les da Ritalin sin hacerles un diagnóstico objetivo,” afirma Geva. “Y hay muchos adultos que no toman Ritalin, a pesar de los beneficios que quizás obtendrían si lo tomasen.”

Dado que el sistema de ElMindA es portátil, resulta más práctico para su uso diario que los sistemas de resonancia magnética, un método para generar imágenes cerebrales que requiere un enorme imán y que sólo se puede llevar a cabo en centros médicos. Sin embargo, la aplicación de técnicas basadas en EEG dentro de un entorno clínico puede resultar difícil. Así lo advierte Guang Yue, neurocientífico en la Clínica Cleveland de Ohio. Los patrones de actividad cerebral son altamente variables, tanto en pacientes como en individuos. Para compensar esta variabilidad durante los estudios de investigación, los científicos piden a los pacientes que realicen la misma actividad una y otra vez, haciendo una media de todos los resultados obtenidos. “Dentro del entorno clínico, los pacientes no pueden hacer demasiadas pruebas,” afirma Yue. “Si sólo llevas a cabo dos o tres pruebas, se obtienen resultados con mucho ruido y variación.”

Biotecnología

Nuevas tecnologías y conocimientos biológicos empiezan a ofrecer opciones sin precedentes para mejorar nuestra salud.

  1. EXCLUSIVA: la investigación inédita de las gemelas CRISPR de China

    Presentamos algunos extractos del manuscrito original de He Jiankui sobre su trabajo para crear a las gemelas editadas genéticamente Lulu y Nana. El texto, analizado por expertos, demuestra que el He ignoró las normas éticas y científicas y que puede haber puesto en riesgo la salud de las pequeñas

  2. La era Gattaca: así funciona el test de ADN para elegir el mejor embrión

    Calificado como un "23andMe, pero en embriones", afirma poder predecir qué sujetos de FIV tienen menos probabilidad de padecer varias enfermedades y rasgos como el nivel de inteligencia y la altura. Sin embargo, sus problemas éticos y su falta de fiabilidad han hecho saltar las alarmas de varios expertos

  3. Riesgos y beneficios de un IoT biológico basado en bacterias

    Estos organismos presentan muchas de las características típicas de los dispositivos de internet de las cosas. Un sistema de este tipo podría tratar enfermedades de forma localizada e identificar toxinas y contaminantes. Pero también sería susceptible a hackeos biológicos de pesadilla