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    Cómo funciona la estimulación cerebral profunda
    Galería de imágenes del cerebro Esta ilustración muestra cómo se coloca un dispositivo de estimulación cerebral profunda dentro del cuerpo. Vea más imágenes del cerebro. Cortesía Cortesía de Medtronic, C ª.

    Imagine por un momento que tiene un trastorno del movimiento como la enfermedad de Parkinson. El leve temblor que notó por primera vez en las yemas de los dedos ha empeorado gradualmente. Ahora tareas simples, como levantar un vaso de agua o incluso atarse los zapatos, se han vuelto casi imposibles. Sus medicamentos recetados fueron útiles durante un tiempo, pero ahora los efectos secundarios se están convirtiendo en un problema.

    Un día, su médico sugiere que podría ser un buen candidato para una terapia relativamente nueva llamada estimulación cerebral profunda . Describe cómo se implantaría un pequeño electrodo en un área específica de su cerebro, donde entregaría pulsos cortos de electricidad. Estos pulsos eléctricos, el explica, alteraría los patrones de actividad en su cerebro responsables de los síntomas de su enfermedad.

    Decide someterse a la cirugía necesaria para implantar el dispositivo, y apenas unas semanas después la diferencia es asombrosa. La activación de la estimulación eléctrica reduce inmediatamente los temblores musculares y restablece el control de los movimientos finos. Aunque su enfermedad todavía está presente, ahora puede controlar sus síntomas de forma mucho más eficaz.

    Este escenario es muy real para las decenas de miles de personas en todo el mundo a las que se les ha implantado un dispositivo de estimulación cerebral profunda (DBS). En este articulo, aprenderemos exactamente cómo funciona la DBS para lograr sus efectos terapéuticos. También exploraremos qué afecciones se pueden tratar con DBS y analizaremos los riesgos y limitaciones de esta forma de tratamiento.

    En la página siguiente, Aprenderemos sobre los orígenes de la estimulación cerebral profunda y descubriremos cómo la tecnología detrás de DBS pudo avanzar tan rápido.

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    El progreso en el desarrollo de dispositivos DBS implantables avanzó rápidamente, gracias a una tecnología similar existente:los marcapasos cardíacos. De hecho, Estos dos dispositivos son tan similares en diseño que los dispositivos DBS a menudo se denominan marcapasos cerebrales.

    Contenido
    1. Historia de la estimulación cerebral profunda
    2. Componentes de estimulación cerebral profunda
    3. Influir en el cerebro a través de la estimulación cerebral profunda
    4. Implantación del dispositivo de estimulación cerebral profunda
    5. Resultados de la estimulación cerebral profunda
    6. Riesgos y efectos secundarios de la estimulación cerebral profunda

    Historia de la estimulación cerebral profunda

    A principios de la década de 1950, los médicos encontraron que lesionando, o destruyendo, áreas específicas del cerebro podrían ayudar a tratar ciertos trastornos del movimiento. Cuando se lesionaron áreas del cerebro involucradas en el trastorno, los síntomas mejoraron a menudo. Pronto, Las cirugías lesivas se convirtieron en un tratamiento estándar para reducir los problemas de control motor causados ​​por afecciones como la enfermedad de Parkinson.

    Desafortunadamente, la cirugía lesional no era una solución ideal. No siempre fueron eficaces para reducir los síntomas negativos, ya veces tuvieron como resultado efectos secundarios dañinos. Uno de los principales problemas de las cirugías lesivas es que sus efectos no se pueden deshacer; una estructura cerebral lesionada se destruye permanentemente. Como resultado, Los efectos secundarios no deseados suelen ser irreversibles.

    En la década de 1970 se introdujo una nueva terapia con medicamentos para los trastornos del movimiento. Tratamiento con el nuevo fármaco, llamado levodopa , podría usarse para controlar algunos de los mismos tipos de síntomas que las lesiones, pero sin la arriesgada cirugía cerebral. La terapia con levodopa rápidamente comenzó a reemplazar las cirugías lesivas, principalmente por las ventajas que brindaba a los pacientes. Uno de los beneficios fueron las dosis que se podían ajustar para adaptarse a las necesidades individuales.

    Despues de muchos años, sin embargo, Se descubrió que la terapia con levodopa a largo plazo causa nuevos problemas. El cerebro finalmente compensa los efectos de las drogas. El resultado fue a menudo grave. Los pacientes estaban desarrollando nuevos problemas de control del movimiento que se consideraban peores que los síntomas originales.

    Luego, a finales de la década de 1980, se hizo un nuevo descubrimiento. Los expertos encontraron que los mismos efectos causados ​​por la lesión del tejido cerebral podrían lograrse estimulando el tejido con pulsos eléctricos inofensivos. Este fue un hallazgo emocionante, porque los efectos de la estimulación eléctrica son completamente reversibles. De hecho, cuando la estimulación está apagada, el cerebro reanuda su comportamiento normal. Similar a los tratamientos farmacológicos, los médicos pueden adaptar la estimulación eléctrica para que se adapte a las necesidades exactas de cada paciente. A diferencia de los tratamientos farmacológicos, la estimulación eléctrica podría localizarse de modo que solo se afectaran las partes previstas del cerebro.

    Los tratamientos con estimulación cerebral profunda (DBS) se utilizaron de forma experimental durante varios años, y se observaron resultados positivos del tratamiento. En 2002, El uso de DBS para afecciones como la enfermedad de Parkinson fue aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA). DBS sigue siendo el tratamiento estándar para varios trastornos cerebrales similares a, e incluyendo, Parkinson.

    En la siguiente sección, le mostraremos cómo es un dispositivo DBS implantable y descubriremos cómo funciona cada parte.

    ¿Sabías?

    En 1817, un médico británico, Dr. James Parkinson, fue el primero en describir una enfermedad que tiene las siguientes características:

    • Temblor con la extremidad en reposo (temblor en reposo de una extremidad)
    • Lentitud de movimiento (bradicinesia)
    • Rigidez o mayor resistencia al movimiento pasivo (rigidez de las extremidades o del tronco)
    • Equilibrio deficiente (inestabilidad postural)

    La enfermedad fue, como habrás adivinado, llamada enfermedad de Parkinson. Para que un paciente sea diagnosticado con la enfermedad de Parkinson, debe estar presente un mínimo de dos de los síntomas anteriores. Si se presentan otros síntomas inusuales, puede ser necesario un diagnóstico alternativo [fuente:The National Parkinson Foundation].

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    Componentes de estimulación cerebral profunda

    Un dispositivo implantable de estimulación cerebral profunda entrega pulsos eléctricos cuidadosamente controlados a áreas específicas del cerebro involucradas en el control motor. Cortesía de Medtronic, C ª.

    Un dispositivo implantable de estimulación cerebral profunda (DBS) se compone de tres partes principales: electrodo , los generador de pulso y el extensión . Esto es para lo que está diseñada cada parte del dispositivo:

    los electrodo es un pequeño dispositivo en forma de punta (imagine el enchufe de un par de auriculares) que se implanta profundamente en la región del cerebro involucrada con los síntomas de la enfermedad. La superficie del electrodo tiene cuatro almohadillas metálicas que se utilizan para transmitir pulsos de electricidad. Estos pulsos de electricidad son pequeños y solo estimulan el tejido cerebral dentro del rango cercano del electrodo. Esto permite que la estimulación eléctrica se dirija específicamente solo a la región del cerebro más cercana al lugar donde se implanta el electrodo.

    los generador de pulso (también llamado estimulador) es un pequeño, Dispositivo en forma de caja que genera las señales eléctricas que se envían al electrodo. El generador de impulsos generalmente se implanta debajo de la piel en un espacio cerca del pecho del paciente. Incluye una batería con una vida útil que oscila entre dos y siete años. Los patrones eléctricos se generan en pulsos rápidos de encendido y apagado entregados a frecuencias muy altas, generalmente más de 100 veces por segundo. Solo en estas altas frecuencias la estimulación ayuda a reducir los síntomas no deseados.

    El último componente de un dispositivo DBS implantado es el extensión , que es simplemente un cable aislado que lleva las señales eléctricas del generador de impulsos al electrodo implantado en el cerebro. Que cualquier parte del dispositivo DBS atraviese la piel crearía un riesgo de infección, por lo que el cirujano normalmente hace un túnel bajo la piel desde el generador de impulsos hasta el electrodo.

    Por lo general, los pacientes reciben un dispositivo de mano que utiliza un imán para comunicarse a través de su piel con el generador de impulsos. Esto le permite al paciente controlar las dosis de estimulación eléctrica que recibe. Un médico establece el rango de dosis de estimulación dentro de ciertos límites, pero el paciente en realidad hace el ajuste fino del dispositivo en función de sus propias necesidades individuales.

    Ahora que sabe qué partes componen un dispositivo DBS, averigüemos cómo produce el efecto deseado.

    ¿Quién se beneficia de DBS?

    Según The Cleveland Clinic, los pacientes diagnosticados con un trastorno del movimiento no son automáticamente elegibles para la cirugía de estimulación cerebral profunda. Entonces, ¿quién es un candidato? Cualquier paciente que:

    • No está satisfecho con su creciente pérdida de control del movimiento que surge de distonía u otros trastornos del movimiento
    • Presenta síntomas que provocan un deterioro en la calidad de vida.
    • Ha tenido una prueba adecuada y razonable de medicamentos.
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    Influir en el cerebro a través de la estimulación cerebral profunda

    Antes de continuar, necesitaremos revisar algunos datos sobre el cerebro. Es posible que ya sepa que el cerebro está dividido en muchas áreas especializadas, cada uno responsable de diferentes tareas. Hay regiones separadas de su cerebro que juegan un papel en el control de los movimientos musculares, memoria e incluso emociones. Estas regiones separadas del cerebro trabajan juntas para lograr objetivos más amplios. Cuando una lesión o enfermedad impide que una región del cerebro desempeñe su función, es posible que no se cumplan los objetivos más importantes.

    Un buen ejemplo de esto es el ganglios basales . Los ganglios basales son un grupo de estructuras cerebrales que trabajan juntas para ayudar a controlar los movimientos corporales. A medida que los movimientos se planifican y coordinan en el cerebro, la información en forma de actividad eléctrica cerebral fluye entre las estructuras de los ganglios basales. Cada estructura juega un papel en la modificación y refinamiento de la información para ayudar a afinar los movimientos musculares. Cuando alguna parte de los ganglios basales está alterada, se altera el flujo normal de información. A menudo, el resultado son problemas generalizados de control del movimiento, como en el caso de la enfermedad de Parkinson.

    Para saber dónde entra la estimulación cerebral profunda, sigamos con el ejemplo de los ganglios basales.

    Como se ha mencionado más arriba, el flujo eléctrico normal de la actividad cerebral a través de los ganglios basales se ve interrumpido por los efectos de la enfermedad de Parkinson. El propósito de un electrodo DBS implantado es contrarrestar esta actividad cerebral anormal, alterándolo de una manera que disminuya los síntomas de la enfermedad.

    El electrodo logra esto apuntando a una de varias estructuras posibles dentro de los ganglios basales. Para la enfermedad de Parkinson, este es más comúnmente el núcleo subtalámico (STN) . Un electrodo de estimulación cerebral profunda implantado en el STN envía pulsos de electricidad, modificando su comportamiento. Al alterar el comportamiento del STN, en última instancia, el electrodo está alterando toda la actividad cerebral a la que normalmente afecta el STN. Esto hace que el electrodo DBS sea muy influyente, ya que el STN es una de varias estructuras en los ganglios basales que trabajan juntas.

    Suena bastante simple ¿Derecha? Bien, Lo que los expertos aún no han descubierto por completo es exactamente cómo influye la estimulación cerebral profunda en las estructuras cerebrales que estimula, aunque existen varias posibilidades. Por ejemplo, las señales eléctricas que se repiten rápidamente emitidas por el electrodo DBS pueden actuar para bloquear la actividad cerebral irregular. En este escenario, Los efectos de la estimulación eléctrica se pueden considerar como una puerta que bloquea ciertas vías de información corrupta. Otra posibilidad es que el patrón regular de pulsos eléctricos del electrodo DBS implantado actúe para anular los flujos irregulares de información. En otras palabras, la estimulación eléctrica del dispositivo DBS actúa para ahogar los patrones anormales de actividad cerebral.

    La historia completa de cómo DBS logra sus efectos es probablemente mucho más compleja. Es probable que el mismo patrón de estimulación cerebral profunda afecte a diferentes partes de la misma estructura cerebral de formas completamente opuestas. Aunque los mecanismos de DBS aún no se han desarrollado por completo, los médicos tienen suficiente experiencia en el uso de la estimulación cerebral profunda como para estar seguros de su seguridad y eficacia.

    Ahora que tiene una idea de cómo funciona un dispositivo DBS, echemos un vistazo a cómo se implanta en el cerebro.

    Prueba de resonancia magnética

    Las máquinas de resonancia magnética se utilizan comúnmente para investigar el cerebro. Vea cuánto sabe sobre ellos en nuestro Prueba de resonancia magnética .

    Implantación del dispositivo de estimulación cerebral profunda

    Las imágenes por resonancia magnética se utilizan para ayudar al cirujano a localizar con precisión las estructuras dentro del cerebro del paciente. Luis Carlos Torres / iStockphoto

    Uno de los objetivos más desafiantes para un cirujano que implanta un dispositivo de estimulación cerebral profunda es implantar de manera segura el electrodo en la ubicación objetivo precisa dentro del cerebro. Porque no todos los cerebros tienen la misma forma, la tarea de localizar y acceder a una estructura cerebral específica sin perturbar las estructuras circundantes requiere el uso de herramientas y técnicas especiales.

    Una herramienta estándar que se utiliza para las cirugías cerebrales más delicadas es un marco estereotáctico . Este dispositivo es básicamente una estructura metálica que mantiene la cabeza del paciente muy quieta y le da a los médicos un punto de partida estable para tomar sus medidas. El cirujano también se basará en técnicas de imagen sofisticadas para ayudar a identificar la ubicación de estructuras específicas dentro del cerebro. Por ejemplo, el cirujano puede confiar en imágenes de resonancia magnética (IRM) o tomografía computarizada (tomografía computarizada), que pueden considerarse vagamente como exploraciones de rayos X tridimensionales.

    La mejor manera para que el cirujano se asegure de que el electrodo está en el lugar correcto es encender el dispositivo y observar sus efectos sobre los síntomas del paciente. Por esta razón, el paciente generalmente se mantiene despierto durante la porción de implantación de electrodos de la cirugía. Debido a que el cerebro en sí no tiene receptores del dolor, el paciente no sentirá ningún dolor. Solo se requiere anestesia local para adormecer el lugar donde se hace un pequeño orificio en el cráneo. También se le pedirá al paciente que suspenda el uso de todos los medicamentos antes de la cirugía. Este requisito es para que se puedan observar los efectos de la estimulación eléctrica sola sobre los síntomas de la enfermedad.

    Una vez que el electrodo esté firmemente en su lugar, el generador de impulsos se implanta en otra parte del cuerpo del paciente donde hay más espacio. Generalmente, esto está en una ubicación dentro del tórax del paciente. Dado que ya no es necesario que el paciente esté despierto, el paciente se coloca bajo anestesia general para esta parte de la cirugía. Otro paso involucrado en la cirugía es hacer un túnel bajo la piel desde el generador de impulsos hasta el electrodo en el cerebro.

    Varios días después de la cirugía, los médicos encienden el dispositivo de estimulación cerebral profunda y lo programan para que se adapte a las necesidades individuales del paciente. Diferentes aspectos del patrón de estimulación eléctrica, como su fuerza de pulso, forma y frecuencia, se puede ajustar según sea necesario. También se requiere que el paciente venga cada pocos meses para que los médicos puedan ajustar este patrón para garantizar un rendimiento óptimo del dispositivo.

    Escuche a su cerebro

    Algunas veces, el cirujano identifica las estructuras cerebrales mediante una técnica adicional, conocido como grabación de microelectrodos . En esta técnica, se pasa un electrodo en el extremo de un cable muy fino a través de diferentes áreas del cerebro, donde es capaz de registrar patrones eléctricos de las estructuras cerebrales circundantes. Estos patrones eléctricos se pueden convertir en sonido, permitiendo al cirujano escuchar la actividad cerebral que rodea al electrodo. Las diferentes estructuras cerebrales tienen patrones únicos de actividad eléctrica, y un neurocirujano experimentado puede distinguir estas estructuras con solo escuchar estos patrones.

    Resultados de la estimulación cerebral profunda

    El actor Michael J. Fox asiste a "Algo gracioso sucedió en el camino para curar el Parkinson", una velada benéfica para la Fundación Michael J. Fox para la Investigación del Parkinson. Matthew Peyton / Getty Images

    La estimulación cerebral profunda es quizás la más famosa en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson. El destacado actor Michael J. Fox ayudó a llevar la enfermedad de Parkinson a los ojos del público cuando reveló su diagnóstico de la enfermedad. El temblor esencial y la distonía son otros dos trastornos del movimiento que también se tratan comúnmente con DBS. El temblor esencial se caracteriza por temblores durante los movimientos musculares y en realidad es el trastorno del movimiento más común en los Estados Unidos. Por lo general, la medicación sola es suficiente para tratar el temblor esencial, pero a veces los casos graves requieren tratamiento con DBS.

    La distonía es un trastorno que provoca contracciones musculares no deseadas. Notablemente, la cirugía de implantación de DBS se realiza de forma diferente en el caso de distonía. Debido a que los pacientes con distonía no pueden reprimir los movimientos de la cabeza y el cuello que son parte de sus síntomas, los pacientes deben ser sometidos a anestesia general durante la cirugía de implantación de electrodos. Como aprenderemos más tarde, esta situación puede hacer que la implantación adecuada de electrodos sea más difícil para el médico.

    Enfermedad de Parkinson, El temblor esencial y la distonía son todos trastornos del movimiento que comparten síntomas tratables mediante estimulación DBS en los ganglios basales. La estimulación cerebral profunda también se puede usar en regiones del cerebro fuera de los ganglios basales para tratar otras afecciones causadas por una función cerebral anormal. El uso más común de DBS es en realidad para el tratamiento del dolor crónico.

    DBS también ha mostrado resultados prometedores en el tratamiento experimental de otras afecciones, incluido el síndrome de Tourette, esclerosis múltiple (EM), depresión, epilepsia y trastorno obsesivo compulsivo (TOC). También existe una amplia gama de otras posibles aplicaciones futuras para la terapia de estimulación cerebral profunda. El tratamiento de ciertos tipos de dolores de cabeza. la depresión e incluso la obesidad son solo algunas de las posibles aplicaciones de la estimulación cerebral profunda que se están explorando actualmente.

    Hemos visto cómo se ve un dispositivo DBS y qué afecciones puede tratar, pero ¿cuáles son algunos de los riesgos y efectos secundarios?

    Investigación y resultados

    En 1998, el famoso Michael J. Fox anunció públicamente que le habían diagnosticado la enfermedad de Parkinson en 1991. Desde entonces, ha fundado la Fundación Michael J. Fox para la Investigación del Parkinson. En el momento en que se publicó este artículo, la fundación ha recaudado más de 120 millones de dólares para el desarrollo de tratamientos para la enfermedad de Parkinson.

    Riesgos y efectos secundarios de la estimulación cerebral profunda

    La cirugía necesaria para implantar un dispositivo DBS es un procedimiento costoso y potencialmente riesgoso que los médicos recomendarán solo para ciertos pacientes. En primer lugar, el paciente debe estar en buenas condiciones físicas y ser capaz de soportar las tensiones provocadas por una cirugía mayor.

    También es importante asegurarse de que la terapia DBS tenga una buena probabilidad de producir resultados efectivos. Una indicación de que la estimulación cerebral profunda será un tratamiento eficaz es si los síntomas del paciente responden a la terapia con medicamentos. Las terapias farmacológicas actúan sobre algunas de las mismas vías cerebrales que la DBS, así que si las drogas están teniendo un buen efecto, La estimulación cerebral profunda también podría ser beneficiosa.

    Entonces, ¿en qué etapa se debe considerar la estimulación cerebral profunda? La mayoría de los especialistas están de acuerdo en que la implantación de DBS debe ocurrir después de que las terapias con medicamentos comiencen a producir sus efectos secundarios negativos, pero antes de que el paciente comience a experimentar una disminución importante en la calidad de vida. La calidad de vida a veces se mide por la capacidad del paciente para realizar las actividades de la vida diaria.

    El paciente también debe tener expectativas realistas con respecto a los resultados de la terapia DBS. Debe quedar claro para el paciente que la estimulación cerebral profunda no es una cura para su condición, sino más bien un tratamiento que podría aliviar los síntomas de la enfermedad. Por supuesto, el paciente también debe ser plenamente consciente de los riesgos y posibles efectos secundarios relacionados con la implantación de DBS.

    Aunque la ECP se reconoce generalmente como un tratamiento muy seguro, cualquier cirugía mayor, especialmente la cirugía cerebral, conlleva ciertos riesgos. Uno de los principales riesgos es la hemorragia, o sangrado excesivo causado por daño a los vasos sanguíneos. El tejido cerebral es muy delicado, y navegar por el cerebro para implantar un dispositivo puede ser un desafío. La probabilidad de daño mayor por hemorragia es baja, pero si se produce una hemorragia, las complicaciones resultantes pueden ser graves y permanentes.

    La infección es otro riesgo asociado con la cirugía de implantación de DBS. Los problemas causados ​​por la infección suelen ser leves y tratables. pero a veces las infecciones pueden causar problemas graves. Otro riesgo que vale la pena mencionar es la rotura del dispositivo. Las roturas en el cable de extensión o el movimiento del electrodo estimulante son dos de las principales causas de falla del dispositivo.

    Los efectos secundarios causados ​​por la estimulación eléctrica del electrodo DBS varían de un paciente a otro y comúnmente incluyen problemas menores de control sensorial o motor. Los efectos secundarios psicológicos pueden incluir cambios de humor o sentimientos de depresión. Afortunadamente, Todos estos efectos secundarios suelen ser temporales o pueden revertirse apagando la estimulación. En la mayoría de los casos, el médico puede ajustar los patrones de estimulación eléctrica del dispositivo para minimizar los efectos secundarios.

    Si este artículo le pareció interesante y le gustaría saber más sobre la estimulación cerebral profunda, siga los enlaces de la página siguiente. Ellos pueden brindarle mucha información excelente.

    Negocio riesgoso...?

    Cualquier forma de cirugía cerebral implica riesgo, y la estimulación cerebral profunda no es una excepción. Además de los riesgos y efectos secundarios enumerados anteriormente, también existen riesgos relacionados con el procedimiento de implantación en sí. A continuación se enumeran algunos problemas de salud y efectos secundarios de la estimulación cerebral profunda:

    En un esfuerzo por tratar la enfermedad de Parkinson, algunos pacientes que han recibido cirugía de estimulación cerebral profunda han terminado con otros efectos secundarios indeseables. Estos efectos varían en severidad desde ataques de pánico, dificultades del habla y problemas de movimiento, hasta el suicidio [fuente:MayoClinic.com].

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    • Enfermedad de Parkinson - Diccionario médico

    Más enlaces geniales

    • La Fundación Nacional de Parkinson
    • La Sociedad de Trastornos del Movimiento
    • La Fundación Michael J. Fox para la Investigación del Parkinson
    • La Clínica Cleveland - Instituto Neurológico

    Fuentes

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