La lesión cerebral traumática (TBI, por sus siglas en inglés) ha incapacitado del 1 al 2 % de la población, y una de sus discapacidades más comunes son los problemas con la memoria a corto plazo. La estimulación eléctrica se ha convertido en una herramienta viable para mejorar la función cerebral en personas con otros trastornos neurológicos.

Ahora, un nuevo estudio en la revista Brain Stimulation muestra que la estimulación eléctrica dirigida en pacientes con lesión cerebral traumática condujo a un aumento promedio del 19% en el recuerdo de palabras.

Dirigido por el profesor de psicología de la Universidad de Pensilvania, Michael Jacob Kahana, un equipo de neurocientíficos estudió a pacientes con TBI con electrodos implantados, analizó datos neuronales mientras los pacientes estudiaban palabras y utilizó un algoritmo de aprendizaje automático para predecir lapsos de memoria momentáneos. Otros autores principales incluyeron al profesor de psicología de la Universidad Wesleyana, Youssef Ezzyat, y al científico investigador de Penn, Paul Wanda.

« La última década ha visto tremendos avances en el uso de la estimulación cerebral como terapia para varios trastornos neurológicos y psiquiátricos, como la epilepsia, la enfermedad de Parkinson y la depresión », dice Kahana. « Sin embargo, la pérdida de memoria representa una enorme carga para la sociedad. Carecemos de terapias efectivas para los 27 millones de estadounidenses que sufren ».

El coautor del estudio, Ramón Díaz-Arrastia, director del Centro de Investigación Clínica de Lesiones Cerebrales Traumáticas de Penn Medicine, dice que la tecnología que desarrollaron Kahana y su equipo brinda « la estimulación correcta en el momento correcto, informada por el cableado del cerebro del individuo y que recuperación exitosa de la memoria del individuo ».

Él dice que las principales causas de TBI son los accidentes automovilísticos, que están disminuyendo, y las caídas, que están aumentando debido al envejecimiento de la población. Las siguientes causas más comunes son las agresiones y lesiones en la cabeza por la participación en deportes de contacto.

Este nuevo estudio se basa en el trabajo anterior de Ezzyat, Kahana y sus colaboradores. Al publicar sus hallazgos en 2017, demostraron que la estimulación administrada cuando se espera que la memoria falle puede mejorar la memoria, mientras que la estimulación administrada durante períodos de buen funcionamiento empeora la memoria. La estimulación en ese estudio fue de circuito abierto, lo que significa que fue aplicada por una computadora sin tener en cuenta el estado del cerebro.

En un estudio con 25 pacientes con epilepsia que se publicó al año siguiente, monitorearon la actividad cerebral en tiempo real y usaron estimulación de circuito cerrado, aplicando pulsos eléctricos a la corteza temporal lateral izquierda solo cuando se esperaba que la memoria fallara. Encontraron una mejora del 15% en la probabilidad de recordar una palabra de una lista.

Pero el nuevo estudio se centra específicamente en ocho personas con antecedentes de TBI de moderada a grave, que fueron reclutadas de un grupo más grande de pacientes que se sometían a una evaluación neuroquirúrgica por epilepsia. Siete de los ocho son hombres, y Díaz-Arrastia dice que el 80% de las personas hospitalizadas por lesiones cerebrales traumáticas en general son hombres.

Kahana enfatiza la importancia de abordar la pérdida de memoria relacionada con la lesión cerebral traumática y señala que « estos pacientes suelen ser relativamente jóvenes y físicamente saludables, pero se enfrentan a décadas de deterioro de la memoria y la función ejecutiva ».

La pregunta principal de los investigadores era si la estimulación podía mejorar la memoria en listas completas de palabras cuando solo se estimulaban algunas palabras, mientras que los estudios anteriores solo consideraban el efecto de la estimulación en palabras individuales. Ezzyat dice que este desarrollo es importante porque « esto sugiere que una eventual terapia de la vida real podría proporcionar una mejora de la memoria más generalizada, no solo en el momento preciso en que se desencadena la estimulación ».

El estudio señala que queda más trabajo antes de que este tipo de estimulación pueda aplicarse en un entorno terapéutico, y los científicos deben estudiar las respuestas fisiológicas a la estimulación para comprender mejor los mecanismos neuronales detrás de un mejor rendimiento de la memoria. Díaz-Arrastia dice, « estos son todavía los primeros días en el campo ».

« Creo que eventualmente lo que necesitaríamos », dice, « es un sistema implantable autónomo, en el que podrías implantar los electrodos en el cerebro de alguien que haya tenido una lesión cerebral ».

Michael Kahana es el Profesor Edmund J. y Louise W. Kahn de Psicología en la Universidad de Pensilvania.

Ramón Díaz-Arrastia es el director del Centro de Investigación Clínica de Lesiones Cerebrales Traumáticas, director asociado de investigación clínica en el Centro de Neurodegeneración y Reparación, y John McCrea Dickson MD Profesor Presidencial en la Escuela de Medicina Perelman de Penn.

Youssef Ezzyat es profesor asistente de psicología en la Universidad de Wesleyan y ex científico de datos sénior en el laboratorio de Kahana en Penn.

Otros coautores incluyen a Paul A. Wanda, Ethan A. Solomon y Richard Adamovich-Zeitlin de Penn; Bradley C. Lega y Kan Ding de la Universidad de Texas Southwestern; Barbara C. Jobst del Centro Médico Dartmouth-Hitchcock; y Robert E. Gross de la Universidad de Emory.

Esta investigación fue apoyada por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (N66001-14-2 -4032).