La epilepsia es un trastorno cerebral crónico caracterizado por convulsiones recurrentes. Se sabe que alrededor del 30 por ciento de los pacientes con epilepsia son refractarios a los medicamentos, lo que significa que no responden a los tratamientos farmacológicos. La lobectomía temporal de la zona epileptógena puede aliviar o terminar los síntomas, pero la resección quirúrgica no es adecuada para todos los pacientes y el daño neurológico posterior a la cirugía puede causar parálisis motora o deterioro del habla, necesitando urgentemente un nuevo tratamiento eficaz.

Recientemente, un equipo conjunto de investigadores de POSTECH y Samsung Medical Center desarrolló una modalidad terapéutica para tratar la epilepsia intratable mediante la estimulación de la parte profunda del cerebro, personalizada para la estructura cerebral individual de cada paciente. Los hallazgos del estudio fueron publicados en Nature Communications.

Recientemente, la estimulación cerebral profunda (DBS, por sus siglas en inglés) se introdujo como una alternativa al abordaje quirúrgico para la epilepsia intratable. DBS es una tecnología médica novedosa que implanta electrodos profundamente en el cerebro para proporcionar estimulación eléctrica a la fuente de las convulsiones. Puede reducir la frecuencia de las convulsiones en más del 70% y reducir su intensidad.

Sin embargo, la DBS convencional no ha logrado reflejar las estructuras cerebrales individuales y los estímulos aplicados de manera uniforme. Como resultado, los estímulos ampliamente aplicados se extendieron más allá de los tejidos objetivo, provocando dolor, aumento de la depresión y otros efectos secundarios. También tenía la desventaja de acortar la duración de la batería.

Para superar estos problemas, el equipo conjunto propuso un método de estimulación secuencial de campo estrecho (SNF) en un modelo de rata. El hipocampo, el foco convulsivo más prevalente en la epilepsia del lóbulo temporal, es grande y alargado. Los sensores detectan cuando ocurre una convulsión en el hipocampo y enfocan la energía de estimulación de baja intensidad solo en esa región.

La estimulación SNF desarrollada en este estudio detecta con precisión la aparición de convulsiones y alivia inmediatamente los síntomas y solo estimula el área objetivo en el hipocampo sin afectar otros tejidos neurales. Para esto, la estimulación SNF promete una solución médica basada en tecnología bioelectrónica que es más segura y efectiva que los métodos DBS convencionales, que se puede aplicar a otras enfermedades neurológicas.

El profesor Young-Min Shon (Departamento de Neurología), director del Centro de Investigación de Ingeniería Biomédica en el Centro Médico Samsung, explicó : « Este método se puede aplicar clínicamente fácilmente y promete convertirse en un tratamiento óptimo para la epilepsia intratable en el futuro ».

Sobre la importancia del estudio, el investigador principal, el profesor Sung-Min Park, comentó : « Este estudio se puede aplicar al desarrollo de dispositivos médicos más precisos y personalizados como una ‘investigación de soluciones médicas de convergencia futura’ en la que la ingeniería y la medicina convergen en el áreas relacionadas con la estimulación cerebral de alto nivel.Es una solución médica basada en ingeniería muy práctica y aplicable clínicamente gracias a la colaboración con Samsung Medical Center’

Esta investigación se llevó a cabo con el apoyo del proyecto ‘desarrollando un sistema de reinicio neuronal totalmente autónomo para superar enfermedades crónicas intratables con desequilibrios en la homeostasis neuronal’, parte del programa STEAM (Pioneer Research Center).