Innovadora 'prótesis cerebral' podría ayudar con la pérdida de memoria

Para los más de 5 millones de estadounidenses que viven con la enfermedad de Alzheimer, la pérdida de memoria es un aspecto incurable de la enfermedad. Sin embargo, la esperanza radica en la forma de una nueva prótesis cerebral que actualmente se está probando en pacientes humanos.
El área del hipocampo del cerebro se conoce como el centro de memoria, y es aquí donde los investigadores se han centrado para su nuevo implante cerebral.

Los resultados del trabajo con el implante cerebral, que fue desarrollado por investigadores de la Universidad del Sur de California (USC) y el Wake Forest Baptist Medical Center en Carolina del Norte, se presentaron recientemente en la 37ª Conferencia Internacional Anual de la IEEE Ingeniería en Medicina y Biología Sociedad en Italia en agosto.

El implante incluye electrodos que se colocan en regiones del hipocampo, conocidas como el centro de memoria del cerebro.

Fue diseñado en USC y probado en Wake Forest, basándose en investigaciones anteriores de Ted Berger y utilizando un nuevo algoritmo diseñado por Dong Song, ambos de USC.

Los investigadores explican que cuando el cerebro recibe información sensorial, forja una memoria al enviar señales eléctricas complejas que viajan a través de las áreas del hipocampo. Aquí, las señales se vuelven a codificar hasta que alcanzan una región final, donde se envía una señal completamente diferente para el almacenamiento a largo plazo.

Sin embargo, si alguna región tiene daños, impide la traducción, lo que resulta en una oportunidad perdida para la formación de memoria a largo plazo. Esta es la razón por la cual alguien con la enfermedad de Alzheimer, por ejemplo, puede recordar eventos del pasado, antes de que se produjera un daño cerebral, pero no puede formar recuerdos más nuevos a largo plazo.

El algoritmo predice las señales con un 90% de precisión

Song y Berger se basaron en datos neuronales que incluyen modelos y algoritmos de Sam Deadwyler y Robert Hampson, del Departamento de Fisiología y Farmacología de Wake Forest Baptist. Como resultado, los investigadores de la USC pudieron imitar con precisión cómo se traduce una memoria de corto plazo a la memoria a largo plazo.

Primero lo hicieron usando datos de animales, pero luego fueron capaces de imitar la formación de memoria con datos humanos.

Datos rápidos sobre la enfermedad de Alzheimer en los EE. UU.

• El Alzheimer es la sexta causa de muerte
• Es la única causa de muerte en el top 10 que no se puede prevenir, curar o ralentizar
• Entre las personas mayores, 1 de cada 3 muere con Alzheimer u otra demencia.

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Utilizando pacientes que ya tenían electrodos en la región del hipocampo de sus cerebros para tratar las convulsiones crónicas, Deadwyler y Hampson primero "leyeron" las señales eléctricas que resultaban de la formación de la memoria y luego enviaron los datos a Song y Berger.

Los dos investigadores de USC luego colocaron las señales en su modelo para leer cómo las señales de la primera región del hipocampo fueron traducidas por la segunda región.

Los resultados mostraron que, después de cientos de ensayos conducidos con nueve pacientes, el algoritmo fue capaz de predecir cómo se traducirían las señales con aproximadamente 90% de precisión.

En efecto, aunque actualmente no hay forma de "leer" una memoria simplemente mirando su señal eléctrica, la prótesis de los investigadores pasa por alto la sección del hipocampo dañada para dar a la siguiente región la señal traducida correctamente.

"Es como poder traducir del español al francés sin poder entender ninguno de los dos idiomas", dice Berger.

'Potencial tratamiento efectivo para algunos síntomas de demencia'

La perspectiva de proporcionar una solución para pacientes con pérdida de memoria es un gran avance en la investigación neuronal, que ha llamado la atención de la Dra. Clare Walton, directora de investigación de la Alzheimer's Society en el Reino Unido.

"Aunque esto parece ser parte de las historias de ciencia ficción", dice, "los investigadores están abordando un gran problema para las personas con la enfermedad de Alzheimer y otras formas de demencia, la capacidad de establecer nuevos recuerdos".

El Dr. Walton agrega:

"Si este dispositivo se desarrolla aún más y se prueba con éxito en humanos, podría ser un tratamiento efectivo para algunos de los síntomas de la demencia, sin embargo, no curará ni desacelerará la progresión de la enfermedad".

Los próximos pasos para los investigadores implican intentar enviar de vuelta la señal traducida en el cerebro de los pacientes para tratar de eludir el daño, permitiendo que se formen recuerdos a largo plazo.

En septiembre, Noticias médicas hoy informaron sobre un estudio que sugirió que una nueva técnica de imagen cerebral puede mostrar el daño causado por la presión arterial alta antes de que los síntomas de daño sean visibles.