Sistema de ultrasonido para la neuromodulación precisa de los circuitos profundos del cerebro humano

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• Ingeniería biomédica
• Imágenes médicas

Sus antecedentes:

• La estimulación transcraneal por ultrasonido (TUS) es una técnica emergente de neuromodulación no invasiva.
• La orientación precisa de las estructuras cerebrales profundas sigue siendo un desafío para los métodos actuales de neuromodulación.
• El monitoreo en tiempo real es crucial para validar la eficacia y la especificidad de la neuromodulación.

Objetivo del estudio:

• Introducir y validar un sistema TUS avanzado para la neuromodulación profunda precisa del cerebro.
• Investigar la capacidad del sistema para modular selectivamente regiones específicas del cerebro, como el núcleo geniculado lateral (LGN).
• Evaluar los efectos neuromoduladores en la actividad de la corteza visual y su reproducibilidad.

Principales métodos:

• Desarrollo de una matriz de transductores en forma de casco de 256 elementos y 555 kHz para TUS.
• Integración de posicionamiento estereotáctico, planificación de tratamiento individualizado y monitoreo de resonancia magnética funcional (fMRI) en tiempo real.
• Aplicación de un protocolo TUS de ráfaga theta dirigido a la LGN y a la estimulación visual concurrente.

Principales resultados:

• Se ha demostrado la modulación selectiva de la LGN y las regiones conectadas de la corteza visual.
• Se observaron aumentos significativos en la actividad de la corteza visual durante la TUS y la estimulación visual simultáneas, con una alta reproducibilidad entre individuos.
• Se han confirmado efectos neuromoduladores robustos, específicos y sostenidos (disminución de la actividad de la corteza visual durante más de 40 minutos) después de la TUS de ráfaga theta dirigida a la LGN.

Conclusiones:

• El avanzado sistema TUS permite la modulación no invasiva de los circuitos cerebrales profundos con alta precisión y especificidad.
• Esta tecnología ofrece nuevas oportunidades para estudiar la función cerebral y desarrollar terapias específicas para trastornos neurológicos y psiquiátricos.
• Los hallazgos destacan el potencial transformador de este sistema tanto para la investigación como para las aplicaciones clínicas en la neuromodulación.