Control remoto de circuitos cerebrales mediante ultrasonidos
(NC&T) Aún cuando nos resulte difícil de imaginar el día en que los médicos puedan tratar los trastornos causados por el estrés post-traumático, las lesiones cerebrales e incluso la enfermedad de Alzheimer, activando un aparato electrónico mediante un interruptor, la mayoría de nosotros hemos experimentado algunas de las numerosas aplicaciones del ultrasonido en nuestra vida cotidiana. Por ejemplo, se utiliza en la obtención de imágenes fetales y para otros diagnósticos médicos, en la limpieza ultrasónica de dientes, en fisioterapias, o en extirpaciones quirúrgicas.
El ultrasonido cuenta además con muchos otros usos fuera del ámbito clínico, incluyendo la producción farmacéutica, el procesamiento de alimentos, la comprobación no destructiva de materiales, el sonar, ciertos sistemas de comunicación, algunas técnicas de estudio oceanográfico, y la cartografía acústica.
Los estudios del ultrasonido y sus interacciones con los tejidos biológicos tienen una rica historia que se remonta al final de la década de 1920. Varios grupos de investigación han demostrado, a lo largo de más de medio siglo, que el ultrasonido puede producir cambios en tejidos excitables, como los nervios y los músculos, pero los estudios detallados sobre neuronas en el ámbito celular han sido insuficientes.
El equipo liderado por William "Jamie" Tyler fue capaz de desentrañar cómo el ultrasonido puede estimular la actividad eléctrica de neuronas a través de la monitorización óptica de la actividad de circuitos neuronales, mientras los investigadores simultáneamente propagaban ultrasonido de baja frecuencia y baja intensidad a través de tejidos cerebrales.
El grupo de investigación descubrió que el ultrasonido de baja frecuencia y baja intensidad suministrado de forma remota incrementó la actividad de canales iónicos de sodio y de calcio que se abren mediante voltaje. Este incremento de actividad fue lo bastante grande como para disparar los potenciales de acción y permitir la liberación de neurotransmisores de las sinapsis. Debido a que estos procesos son fundamentales para la transferencia de información entre las neuronas, los autores plantean que este tipo de ultrasonido proporciona una nueva y eficaz herramienta para la modulación de la actividad de circuitos neuronales.
Muchos de los métodos convencionales de estimulación utilizados por los neurocientíficos exigen el uso e implantación de electrodos de estimulación, que requieren de contacto directo con el tejido nervioso o la introducción de proteínas exógenas.
