Estimulación cerebral transcraneal en los trastornos del neurodesarrollo

Los trastornos del neurodesarrollo, como el trastorno del espectro autista, el trastorno por déficit de atención e hiperactividad y el síndrome de Tourette, presentan desafíos cognitivos, conductuales y emocionales significativos. A pesar de los avances en terapias farmacológicas y conductuales, un gran número de pacientes muestra respuestas limitadas. En este contexto, las técnicas de estimulación cerebral no invasiva, en particular la estimulación eléctrica transcraneal y la estimulación magnética transcraneal, emergen como estrategias prometedoras para modular los circuitos neuronales implicados en estas condiciones.

Mecanismos de acción

La estimulación directa transcutánea aplica corrientes eléctricas débiles en el cuero cabelludo para influir en la excitabilidad cortical. Sus principales mecanismos, basados en distintas modalidades como la estimulación transcraneal de corriente directa, la estimulación transcraneal de corriente alterna y la estimulación transcraneal de ruido aleatorio, son:

• Modulación del potencial de membrana: altera el potencial de la membrana neuronal, haciendo que las neuronas sean más (despolarización) o menos (hiperpolarización) propensas a disparar potenciales de acción. Sus efectos dependen de la polaridad y la intensidad de la corriente.
• Inducción de neuroplasticidad: promueve cambios duraderos en las conexiones sinápticas, ya sea fortaleciéndolas (lo que se conoce como potenciación a largo plazo) o debilitándolas (depresión a largo plazo). Estos cambios dependen de la actividad neuronal y pueden sostenerse tras la estimulación.
• Sincronización de redes neuronales: modifica la sincronización de la actividad oscilatoria entre redes neuronales, pudiendo potenciar o interrumpir los ritmos corticales. Sus efectos son específicos de la frecuencia de la corriente aplicada.
• Estimulación subumbral: influye en la actividad neuronal sin provocar potenciales de acción de forma directa, generando efectos sutiles en la actividad cerebral en reposo y alterando la actividad espontánea o evocada.
• Resonancia estocástica: mejora la transmisión de señales neuronales en sistemas con “ruido” de fondo mediante la adición de una entrada eléctrica aleatoria, lo que optimiza la relación señal-ruido y puede potenciar la percepción o el rendimiento motor.
• Modulación neuroquímica: altera la liberación o recaptación de neurotransmisores clave como la dopamina, el glutamato y el ácido gamma-aminobutírico (conocido como gaba), lo que puede generar mejoras en el estado de ánimo y la cognición.

En cambio la estimulación magnética transcraneal utiliza pulsos magnéticos para inducir corrientes eléctricas en regiones cerebrales específicas. A diferencia de la estimulación eléctrica, es capaz de inducir directamente potenciales de acción. Sus principales mecanismos son:

• Inducción de campos eléctricos: genera un campo eléctrico en el cerebro a través de campos magnéticos que cambian rápidamente, causando la despolarización directa y localizada de las neuronas cercanas al punto de estimulación.
• Inducción de neuroplasticidad: al igual que la técnica eléctrica, modifica la fuerza de las sinapsis a través de la potenciación o depresión a largo plazo, generando cambios en la excitabilidad cortical que pueden perdurar más allá de la sesión.
• Inhibición y excitación cortical: equilibra los circuitos inhibidores y excitadores. Sus efectos dependen de la frecuencia: las frecuencias bajas (menores o iguales a 1 hercio) son generalmente inhibidoras, mientras que las altas (mayores a 5 hercios) son excitadoras.
• Modulación de redes neuronales: altera la conectividad funcional entre distintas regiones cerebrales al dirigirse a nodos específicos de las redes neuronales, pudiendo potenciar o suprimir la comunicación a gran escala.
• Plasticidad mediante mecanismos hebbianos: estimula la plasticidad basada en el principio de que “las neuronas que se disparan juntas, se conectan”. La repetición de la estimulación refuerza estos cambios sinápticos.
• Estimulación subcortical: puede afectar indirectamente a estructuras cerebrales más profundas a través de las conexiones que estas tienen con la corteza, aunque requiere una mayor intensidad de estimulación.

Comparativa técnica: estimulación eléctrica vs. Magnética

Para elegir la herramienta adecuada, es crucial entender sus diferencias fundamentales:

Aplicaciones clínicas en trastornos del neurodesarrollo

La investigación ha identificado áreas cerebrales específicas y objetivos de tratamiento para varios trastornos.

Trastorno del espectro autista: las regiones cerebrales afectadas incluyen la corteza prefrontal, la amígdala y el lóbulo temporal. La estimulación eléctrica se ha dirigido a la corteza prefrontal dorsolateral, la unión temporoparietal y la corteza motora, mientras que la estimulación magnética se ha enfocado en la corteza prefrontal dorsolateral y la corteza premotora izquierda. Los hallazgos clave indican que la estimulación eléctrica puede mejorar el procesamiento fonológico, mientras que la magnética potencia la comprensión lectora y el procesamiento del lenguaje.

Trastorno por déficit de atención e hiperactividad: este trastorno se asocia con disfunciones en la corteza prefrontal y los ganglios basales. La estimulación eléctrica se ha aplicado sobre la corteza prefrontal dorsolateral, mientras que la estimulación magnética se ha dirigido tanto a esta región como a la corteza motora. Ambas técnicas han demostrado mejorar la atención y la memoria de trabajo y reducir la impulsividad, con la estimulación magnética mostrando además mejoras en el control inhibitorio y la flexibilidad cognitiva.

Síndrome de Tourette: implica una desregulación en el área motora suplementaria y los ganglios basales. Tanto la estimulación eléctrica como la magnética se han dirigido al área motora suplementaria y a la corteza motora. Los estudios reportan que ambas técnicas logran reducir la frecuencia y severidad de los tics.

Dislexia: asociada a una actividad atípica en la corteza temporoparietal izquierda. La estimulación, tanto eléctrica como magnética, se ha dirigido a esta área, así como al giro frontal inferior izquierdo. Los resultados muestran que la estimulación eléctrica mejora el procesamiento fonológico y la fluidez lectora, y la magnética potencia la comprensión lectora.

Trastorno del desarrollo de la coordinación: relacionado con disfunciones en la corteza motora y el cerebelo. Las intervenciones se han centrado en la corteza motora y el área motora suplementaria. La estimulación eléctrica ha demostrado facilitar el aprendizaje de habilidades motoras, mientras que la estimulación magnética de alta frecuencia mejora la planificación y ejecución motora.

Discapacidades intelectuales: abarcan déficits corticales y subcorticales globales. La estimulación se ha dirigido a la corteza prefrontal (dorsolateral y medial). Los estudios sugieren que la estimulación eléctrica puede mejorar la flexibilidad cognitiva y la memoria de trabajo, mientras que la estimulación magnética puede potenciar la resolución de problemas y la atención.

Desafíos y conclusión

A pesar de su enorme potencial, la adopción generalizada de estas técnicas enfrenta desafíos como la heterogeneidad de los trastornos y la necesidad de protocolos estandarizados y personalizados. Las consideraciones éticas, especialmente en niños, y la necesidad de estudios a largo plazo para confirmar la durabilidad de los efectos son cruciales.

En resumen, la estimulación eléctrica transcraneal y la estimulación magnética transcraneal representan una vía innovadora para el tratamiento de los trastornos del neurodesarrollo. La primera destaca por su accesibilidad y perfil de seguridad, ideal para síntomas leves o moderados, mientras que la segunda, con su capacidad para alcanzar zonas más profundas, es más efectiva para síntomas severos. El futuro de este campo reside en la personalización, la integración con otras terapias y una investigación rigurosa que permita desbloquear todo el potencial de estas tecnologías para transformar el manejo de estas complejas condiciones.