Modulación no invasiva de la actividad cerebral y el comportamiento mediante estimulación transcraneal por...

Área de la Ciencia:

• Neurotecnología; Biofísica; Dispositivos Médicos

Sus antecedentes:

• La modulación cerebral profunda no invasiva sigue siendo un desafío importante.; Los métodos existentes como TES, TMS y TFUS tienen limitaciones en cuanto a focalidad, profundidad y distorsión del cráneo.; La energía de radiofrecuencia (RF) ofrece una penetración tisular eficaz para la neuromodulación.

Objetivo del estudio:

• Presentar la Estimulación Transcraneal por Radiofrecuencia (TRFS) como una novedosa técnica de neuromodulación sin contacto.; Investigar la capacidad de la TRFS para modular la actividad neuronal in vivo utilizando efectos térmicos inducidos por RF.; Explorar dos modos de operación: tejido cerebral prístino y tejido genéticamente modificado (RF-genética).

Principales métodos:

• Se desarrolló un sistema personalizado de estimulación por RF de 945 MHz con antenas de adaptación para el calentamiento cerebral localizado en ratones.; Se probó la TRFS en 'modo prístino' en tejido cerebral intacto y en 'modo RF-genética' en regiones con sobreexpresión de TRPV1.; Se registró la actividad neuronal mediante fotometría de fibra con indicadores GCaMP y se monitorizó la temperatura con termometría óptica.

Principales resultados:

• En modo prístino, la estimulación por RF suprimió la actividad de las interneuronas de parvalbúmina corticales de forma dependiente de la dosis, causando un sesgo de rotación ipsilateral.; En modo RF-genética, la estimulación por RF excitó las neuronas que sobreexpresan TRPV1 por encima de un umbral de ~1.5 °C, revirtiendo el sesgo de rotación.; Se demostró la modulación neuronal bimodal (supresión y excitación) a través de efectos térmicos en regiones cerebrales específicas.

Conclusiones:

• La TRFS avanza en la neuromodulación al aprovechar la penetración profunda de la energía de RF y la fiabilidad de la modulación térmica.; La TRFS puede suprimir la actividad en poblaciones neuronales prístinas o excitar neuronas genéticamente sensibilizadas (RF-genética).; La TRFS es una plataforma prometedora para la próxima generación de estimulación cerebral no invasiva con potenciales aplicaciones terapéuticas.