Los poderosos pulsos magnéticos aplicados al cuero cabelludo para estimular el cerebro pueden brindar un alivio rápido a muchos pacientes severamente deprimidos para quienes los tratamientos estándar han fallado. Sin embargo, ha sido un misterio exactamente cómo la estimulación magnética transcraneal, como se conoce al tratamiento, cambia el cerebro para disipar la depresión. Ahora, una investigación dirigida por científicos de Stanford Medicine ha descubierto que el tratamiento funciona invirtiendo la dirección de las señales cerebrales anormales.

Los hallazgos también sugieren que las corrientes regresivas de actividad neuronal entre áreas clave del cerebro podrían usarse como un biomarcador para ayudar a diagnosticar la depresión.

« La principal hipótesis ha sido que la TMS podría cambiar el flujo de la actividad neuronal en el cerebro », dijo Anish Mitra, MD, PhD, becario postdoctoral en psiquiatría y ciencias del comportamiento. « Pero para ser honesto, era bastante escéptico. Quería probarlo ».

Mitra tenía la herramienta justa para hacerlo. Como estudiante de posgrado en la Universidad de Washington en Saint Louis, en el laboratorio de Mark Raichle, MD, desarrolló una herramienta matemática para analizar imágenes de resonancia magnética funcional, o fMRI, comúnmente utilizada para localizar áreas activas en el cerebro. El nuevo análisis utilizó diferencias mínimas en el tiempo entre la activación de diferentes áreas para revelar también la dirección de esa actividad.

En el nuevo estudio publicado el 15 de mayo en Proceedings of the National Academy of Sciences, Mitra y Raichle se unieron al Dr. Nolan Williams, profesor asociado de psiquiatría y ciencias del comportamiento, cuyo equipo ha avanzado en el uso de la estimulación magnética, personalizada para el cerebro de cada paciente. anatomía, para tratar la depresión profunda. El tratamiento aprobado por la FDA, conocido como Terapia de Neuromodulación de Stanford, incorpora tecnologías de imágenes avanzadas para guiar la estimulación con patrones de dosis altas de pulsos magnéticos que pueden modificar la actividad cerebral relacionada con la depresión mayor. En comparación con el TMS tradicional, que requiere sesiones diarias durante varias semanas o meses, SNT funciona en un cronograma acelerado de 10 sesiones cada día durante solo cinco días.

« Esta fue la prueba perfecta para ver si TMS tiene la capacidad de cambiar la forma en que las señales fluyen a través del cerebro », dijo Mitra, autor principal del estudio. « Si esto no lo hace, nada lo hará ».

Raichle y Williams son los autores principales del estudio.

Tiempo lo es todo

Los investigadores reclutaron a 33 pacientes a los que se les había diagnosticado un trastorno depresivo mayor resistente al tratamiento. Veintitrés recibieron tratamiento SNT y 10 recibieron un tratamiento simulado que imitaba SNT pero sin estimulación magnética. Compararon los datos de estos pacientes con los de 85 controles sanos sin depresión.

Cuando analizaron los datos de fMRI en todo el cerebro, se destacó una conexión. En el cerebro normal, la ínsula anterior, una región que integra las sensaciones corporales, envía señales a una región que gobierna las emociones, la corteza cingulada anterior.

« Se podría pensar que la corteza cingulada anterior recibe esta información sobre el cuerpo, como la frecuencia cardíaca o la temperatura, y luego decide cómo sentirse sobre la base de todas estas señales », dijo Mitra.

Sin embargo, en las tres cuartas partes de los participantes con depresión, el flujo típico de actividad se invirtió : la corteza cingulada anterior enviaba señales a la ínsula anterior. Cuanto más grave era la depresión, mayor era la proporción de señales que viajaban en sentido contrario.

« Lo que vimos es que quién es el remitente y quién es el receptor en la relación parece realmente importar en términos de si alguien está deprimido », dijo Mitra.

« Es casi como si ya hubieras decidido cómo te ibas a sentir, y luego todo lo que estabas sintiendo se filtró a través de eso », dijo. « El estado de ánimo se ha vuelto primario ».

« Eso es coherente con la forma en que muchos psiquiatras ven la depresión », añadió. « Incluso las cosas que son bastante alegres para un paciente normalmente de repente no le brindan ningún placer ».

Cambiando el flujo

Cuando los pacientes deprimidos fueron tratados con SNT, el flujo de la actividad neuronal cambió a la dirección normal en una semana, coincidiendo con un cese de su depresión.

Aquellos con la depresión más severa, y las señales cerebrales más mal dirigidas, eran los más propensos a beneficiarse del tratamiento.

« Podemos deshacer la anomalía espacio-temporal para que los cerebros de las personas se vean como los de los controles normales y saludables », dijo Williams.

Un biomarcador para la depresión

Un desafío del tratamiento de la depresión ha sido la falta de comprensión de sus mecanismos biológicos. Si un paciente tiene fiebre, existen varias pruebas, por ejemplo, para una infección bacteriana o viral, que podrían determinar el tratamiento adecuado. Pero para un paciente con depresión, no existen pruebas análogas.

« Esta es la primera vez en psiquiatría donde este cambio particular en una biología, el flujo de señales entre estas dos regiones del cerebro, predice el cambio en los síntomas clínicos », dijo Williams.

No todas las personas con depresión tienen este flujo anormal de actividad neuronal, y puede ser raro en casos menos graves de depresión, dijo Williams, pero podría servir como un biomarcador importante para clasificar el tratamiento del trastorno. « Los datos de fMRI que permiten un tratamiento de precisión con SNT se pueden usar tanto como un biomarcador para la depresión como un método de orientación personalizada para tratar su causa subyacente », dijo.

« Cuando encontramos a una persona con depresión severa, podemos buscar este biomarcador para decidir la probabilidad de que responda bien al tratamiento con SNT », dijo Mitra.

« Las condiciones de comportamiento como la depresión han sido difíciles de capturar con imágenes porque, a diferencia de una lesión cerebral obvia, se ocupan de la sutileza de las relaciones entre varias partes del cerebro », dijo Raichle, quien ha estudiado imágenes cerebrales durante más de cuatro décadas. « Es increíblemente prometedor que la tecnología ahora se acerque a la complejidad de los problemas que estamos tratando de comprender ».

Los investigadores planean replicar el estudio en un grupo más grande de pacientes. También esperan que otros adopten su técnica analítica para descubrir más pistas sobre la dirección de la actividad cerebral oculta en los datos de fMRI. « Mientras tenga buenos datos limpios de fMRI, puede estudiar esta propiedad de las señales », dijo Mitra.

El estudio fue financiado por un Premio al Investigador Joven de la Fundación de Investigación del Cerebro y el Comportamiento, el premio NIMH Biobehavioral Research Awards for Innovative New Scientists (subvención R01 5R01MH122754-02), Charles R. Schwab, David and Amanda Chao Fund II, Amy Roth PhD Fund, el Fondo de Investigación de Neuromodulación, la Familia Lehman, Still Charitable Trust, el Fondo Marshall y Dee Ann Payne, el Fondo Gordie Brookstone, la Fundación de la Familia Mellam y el Fondo de Investigación del Cerebro Baszucki.