Las enfermedades neurológicas generan cada vez más preocupación en la población. Por ese motivo el Instituto de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Buenos Aires (IIBM) junto al INTI desarrollaron una nueva técnica no invasiva para estimular la actividad neuronal a través de ultrasonido, que permitiría disminuir significativamente los casos donde hoy el único tratamiento es la intervención quirúrgica.
Según estimaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS), cientos de millones de personas en todo el mundo sufren trastornos neurológicos. Con el objetivo de brindar un tratamiento no invasivo para este tipo de afecciones, investigadores del INTI y del Instituto de Ingeniería Biomédica (IIBM) de la Universidad de Buenos Aires desarrollaron un método con ultrasonido dirigido a una región específica del cerebro que permite controlar la actividad cerebral en casos de epilepsia, Parkinson y alteraciones tanto de la conciencia como del comportamiento (por ejemplo, depresión crónica).

Mejorando las limitaciones

“Lo más atractivo de este nuevo método de estimulación cerebral es la no invasividad y la selectividad al mismo tiempo, porque las técnicas actuales tienen fuertes limitaciones: los métodos farmacológicos carecen de especificidad y demandan un gran gasto metabólico, los eléctricos permiten alcanzar una alta especificidad pero requieren de la implantación de electrodos profundos, y las prácticas no invasivas (como la estimulación magnética transcraneal o por corriente continua) tienen baja resolución espacial”, explicó Fabián Acquaticci del laboratorio de Transductores Piezoeléctricos y Procesamiento de Señales del centro Electrónica e Informática del INTI.

Experimentos con roedores

Los primeros ensayos se realizaron en animales de laboratorio y ahora se está avanzando en pruebas «ex vivo» —es decir, en tejidos humanos fuera del organismo —. Se orientó el ultrasonido en una zona muy pequeña, menor a 3 milímetros cúbicos , de la corteza cerebral de ratones cepa CF-1 anestesiados, la cual procesa la información motora de la cola. Con la emisión de ultrasonido inmediatamente se activó dicha región del cerebro haciendo que la cola se moviera, mientras otros segmentos corporales mapeados en regiones funcionales próximas no se activaron.

Mejorar el rendimiento y los costos

El IIBM financió el proyecto y trabajó en el desarrollo de los métodos de neuroestimulación propiamente dichos bajo la dirección de Sergio Lew. El INTI, bajo la dirección de Sergio Gwirc, brindó sus capacidades para el diseño y desarrollo de los dispositivos (transductores piezoeléctricos y elementos de focalización) conjuntamente con toda la bioelectrónica asociada para su aplicación. A su vez, se crearon nuevos modelos computacionales para el diseño sistemático de los diferentes componentes acústicos (por ejemplo lentes acústicas), lo que permite optimizar y hacer más pequeños los dispositivos.
El trabajo también implicó el desarrollo de nuevos equipos por parte del INTI como por ejemplo un banco de medición para el escaneo bidimensional de campos acústicos, donde el componente más costoso son los paneles acústicos, también creados por la institución con un rendimiento superior al de los comerciales importados y con un costo 10 veces inferior. A su vez,- se incorporaron nuevas capacidades de metrología en ultrasonido tanto para uso médico como industrial.