Los investigadores de la EPFL han combinado la realidad virtual, la estimulación cerebral no invasiva y técnicas avanzadas de imágenes cerebrales para mejorar la navegación espacial en participantes sanos. El estudio es un primer paso para abordar la demencia en una población que envejece sin medicación ni cirugía.
A medida que envejecemos, se hace más difícil recordar dónde están las cosas, ya sea dónde dejamos las llaves o dónde aparcamos el coche. Esta memoria espacial se deteriora aún más con la aparición de la demencia, una enfermedad que se desarrolla cada tres segundos en una persona, según Alzheimer’s Disease International.
Estamos abordando una grave preocupación para aquellos afectados por la demencia.Friedhelm Hummel
Investigadores de dos laboratorios de la EPFL han unido sus fuerzas para potenciar la memoria espacial creando un sistema experimental único que combina estimulación cerebral profunda no invasiva, entrenamiento de realidad virtual e imágenes fMRI, todo ello en el Campus Biotech de Ginebra. El estudio, publicado en Science Advances, demuestra que los impulsos eléctricos dirigidos e indoloros al hipocampo y las estructuras adyacentes, una región cerebral profunda implicada en la memoria y la navegación espacial, pueden mejorar la capacidad del cerebro para recordar ubicaciones y navegar de forma más eficaz.
“Al encontrar formas de mejorar la memoria espacial sin cirugía ni medicación, estamos abordando una preocupación grave para una población grande y en crecimiento: los ancianos, así como los pacientes con traumatismos cerebrales y los afectados por demencia”, dice Friedhelm Hummel, director del Laboratorio Hummel .
El estudio es el resultado de una colaboración entre el Laboratorio Hummel y el Laboratorio de Neurociencia Cognitiva de Olaf Blanke ( LCNO ), ambos en el instituto Neuro X de la EPFL. Al combinar la experiencia de Hummel en estimulación cerebral no invasiva con la investigación cognitiva de Blanke sobre navegación espacial en entornos de realidad virtual, los investigadores desarrollaron una configuración neurotecnológica única.
Una combinación única de neurotecnologías
El experimento comienza con la colocación de cuatro electrodos inofensivos en la cabeza de individuos sanos para estimular el hipocampo y las estructuras adyacentes. Esta técnica no invasiva, llamada estimulación eléctrica por interferencia temporal transcraneal (tTIS), envía pulsos específicos sin causar ninguna molestia al participante.
Esto nos lleva a creer que al estimular el hipocampo aumentamos temporalmente la plasticidad cerebral.Elena Beanato
A continuación, los voluntarios se sumergen en un mundo virtual mediante gafas de realidad virtual. Basándose en investigaciones anteriores del coautor principal Hyuk-June Moon, los científicos piden a los participantes que naveguen por una serie de lugares y recuerden puntos de referencia clave. Este entorno virtual inmersivo permite a los investigadores medir con precisión la capacidad de los participantes para recordar y navegar por la información espacial mientras reciben la tTIS.
“Al aplicar la estimulación, observamos una clara mejora del tiempo de recuerdo de los participantes, es decir, el tiempo que tardaban en empezar a moverse hacia el lugar donde recordaban que estaba el objeto”, afirma Elena Beanato, la otra autora principal del estudio. “Esto nos lleva a pensar que al estimular el hipocampo aumentamos temporalmente la plasticidad cerebral, lo que, combinado con el entrenamiento en un entorno virtual, conduce a una mejor navegación espacial”.
Todo el experimento se llevó a cabo dentro de un escáner fMRI. Esto proporcionó a los investigadores imágenes en tiempo real de la actividad cerebral, lo que les permitió monitorear cómo el hipocampo y las regiones circundantes respondieron a la tTIS durante las tareas de navegación espacial. Los datos fMRI revelaron cambios en la actividad neuronal asociada con los cambios de comportamiento observados, específicamente en las regiones responsables de la memoria y la navegación, lo que proporcionó a los investigadores una visión más profunda de cómo la estimulación no invasiva modula la función cerebral.
Esta integración de tecnologías avanzadas en el Instituto Neuro X de la EPFL convierte a Campus Biotech en uno de los pocos lugares donde se pueden combinar las tres técnicas experimentales en un único estudio.
“A largo plazo, prevemos utilizar este enfoque para desarrollar terapias específicas para pacientes que sufren deterioro cognitivo.Olaf Blanke
“La alianza entre la tTIS, la realidad virtual y la fMRI ofrece un enfoque altamente controlado e innovador para estudiar la respuesta del cerebro a la estimulación y su impacto en las funciones cognitivas”, añade Olaf Blanke. “A largo plazo, prevemos utilizar este enfoque para desarrollar terapias dirigidas a pacientes que sufren deterioro cognitivo, ofreciendo una forma no invasiva de mejorar la memoria y las capacidades espaciales”.
EPFL. E. D. M. Traducido al español
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