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Los investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) desarrollaron una innovadora técnica de estimulación cerebral profunda donde se utiliza el ultrasonido. Esta nueva tecnología se administra a través de una fibra del grosor de un cabello humano, lo cual, podría revolucionar el tratamiento de enfermedades neurológicas como el párkinson y ofrecer valiosas herramientas para la investigación cerebral.

Un tratamiento común para la enfermedad de Párkinson y otros trastornos neurológicos consiste en la estimulación cerebral profunda mediante electrodos implantados, mismos que envían impulsos eléctricos al cerebro.

Así, se utilizan electrodos de un milímetro de espesor para activar las células productoras de dopamina ene una región del cerebro conocida como sustancia negra. Sin embargo, estos electrodos pueden desgastarse y acumular tejido cicatricial con el tiempo, lo cual, eventualmente, requiere su retiro y reemplazo. Así, la técnica desarrollada por el equipo del MIT utiliza ultrasonido, evitando estos problemas asociados a los electrodos tradicionales.

Esta tecnología, denominada ImPULS (estimulador ultrasónico piezoeléctrico implantable), es una fibra flexible con un transductor de ultrasonido en forma de tambor en su punta que genera ondas ultrasónicas detectables por las células cercanas. Estas ondas sonoras pueden activar las neuronas de manera efectiva y segura, sin la necesidad de superficies de electrodos expuestas y con un consumo de energía muy bajo.

De esta forma, los investigadores revelaron que la estimulación ultrasónica puede inducir la liberación de dopamina en regiones específicas del cerebro. “Con la ultrasonografía, podemos crear una nueva forma de activar las neuronas en las profundidades del cerebro”, indicó Canan Dagdeviren, profesor asociado en el MIT Media Lab y autor principal del estudio.

Por otra parte, uno de los beneficios más notables de este descubrimiento es la capacidad para evitar la corrosión y la acumulación de tejido cicatricial, un problema común en este tipo de dispositivos eléctricos implantados. Además, al ser una tecnología mínimamente invasiva, reduce significativamente el riesgo de daño tisular y facilita la penetración en regiones profundas del cerebro, evitando vasos sanguíneos importantes.

ImPULS demostró su capacidad para estimular neuronas en el hipocampo y en la sustancia negra, induciendo la producción de dopamina en el cuerpo estriado dorsal, esto mediante pruebas con ratones. “La estimulación cerebral ha sido uno de los métodos más eficaces, aunque menos comprendidos, utilizados para restaurar la salud del cerebro”, reveló Steve Ramírez, profesor asistente de psicología y ciencias cerebrales en la Universidad de Boston, quién además es coautor del estudio.

Publicado en Nature Communications, el estudio destacó la versatilidad del dispositivo, que puede ser personalizado en términos de longitud, grosor y frecuencia de las ondas sonoras, adaptándose a diferentes regiones del cerebro y necesidades específicas de investigación. Los componentes del dispositivo son biocompatibles, y aunque actualmente funcionan con una fuente de energía externa, los investigadores prevén futuras versiones con baterías implantables.

El desarrollo de este dispositivo fue financiado por el MIT Media Lab Consortium y el Premio NARSAD para Jóvenes Investigadores de la Brain and Behavior Foundation Research (BBRF). Los investigadores buscarán nuevas formas de entender el cerebro humano, ofreciendo esperanza para tratamientos más seguros y efectivos en el futuro.