Investigadores del Grupo de Neurocomputación Biológica de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), en colaboración con el Hospital Los Madroños, han desarrollado una técnica innovadora de estimulación neuronal mediante láser infrarrojo de onda continua. Esta investigación, publicada en la revista Neurophotonics, abre nuevas perspectivas para el tratamiento no invasivo de enfermedades neurológicas.
La estimulación neuronal es una herramienta esencial tanto para la investigación como para el tratamiento de diversas enfermedades del sistema nervioso
La estimulación neuronal es una herramienta esencial tanto para la investigación como para el tratamiento de diversas enfermedades del sistema nervioso. Tradicionalmente, se han empleado métodos de estimulación química, eléctrica o magnética para aumentar la excitabilidad neuronal y tratar condiciones neurológicas. Sin embargo, estos métodos pueden ser invasivos, tener efectos secundarios no deseados o ser limitados en su eficacia. Por esta razón, la búsqueda de técnicas de estimulación más eficaces y menos invasivas es un área de investigación activa.
Láser Infrarrojo
El láser infrarrojo ha surgido como una alternativa prometedora debido a su capacidad para penetrar los tejidos sin dañarlos y estimular las neuronas de manera controlada. Esta técnica no solo es mínimamente invasiva, sino que también permite una modulación precisa de la actividad neuronal. Aunque ya se ha demostrado la eficacia del láser infrarrojo en dispositivos pulsados a alta frecuencia, los mecanismos exactos mediante los cuales influye en la dinámica neuronal aún no se comprenden completamente, lo que limita su aplicación clínica y biomédica.
El láser infrarrojo ha surgido como una alternativa prometedora debido a su capacidad para penetrar los tejidos sin dañarlos y estimular las neuronas de manera controlada
Para abordar esta brecha en el conocimiento, los investigadores de la UAM llevaron a cabo un estudio detallado sobre los efectos del láser infrarrojo de onda continua en neuronas individuales. Utilizaron protocolos de estimulación sostenida y dependiente de la actividad para cuantificar los cambios en la dinámica neuronal. “La iluminación con láser infrarrojo puede penetrar a través de los tejidos sin dañarlos y estimular a las neuronas para acelerar e incrementar su actividad eléctrica”, explican los investigadores.
Personalización de tratamientos
Además, el estudio incluye modelos computacionales avanzados que simulan la dinámica neuronal y su dependencia de la temperatura. Estos modelos permiten evaluar el papel de diferentes factores biofísicos en la modulación de la actividad neuronal. Gracias a estos modelos, se pueden diseñar protocolos de estimulación más precisos y efectivos.
Esta metodología permite que la luz se adapte en tiempo real a la actividad neuronal detectada según las necesidades específicas del sistema neuronal
Uno de los aspectos más innovadores de esta investigación es el desarrollo de protocolos de estimulación en ciclo cerrado. Esta metodología permite que la luz se adapte en tiempo real a la actividad neuronal detectada, ajustando el instante y la duración de la estimulación según las necesidades específicas del sistema neuronal. “Esto permitirá, en un futuro cercano, personalizar la estimulación para cada paciente”, afirman los autores del estudio. La posibilidad de personalizar los tratamientos abre nuevas puertas en la medicina neurológica, ofreciendo soluciones más específicas y eficaces para cada individuo.
Amplio potencial
No obstante, la técnica de estimulación con láser infrarrojo de onda continua tiene un amplio potencial para diversas aplicaciones médicas y de investigación. De hecho, podría utilizarse para tratar una variedad de trastornos neurológicos, desde enfermedades neurodegenerativas hasta trastornos del estado de ánimo y epilepsia. Además, esta tecnología podría mejorar significativamente las herramientas disponibles para la investigación básica en neurociencia, permitiendo estudios más detallados y precisos de la dinámica neuronal. Un aspecto destacable del trabajo es la publicación en código abierto de todos los protocolos desarrollados. Esto facilita la difusión y el uso de esta nueva tecnología en la comunidad científica, permitiendo que otros investigadores puedan replicar y expandir estos hallazgos.
Esta tecnología podría mejorar significativamente las herramientas disponibles para la investigación básica en neurociencia, permitiendo estudios más detallados y precisos de la dinámica neuronal
En definitiva, el desarrollo de la estimulación neuronal mediante láser infrarrojo de onda continua representa un avance significativo en el campo de la neurotecnología no invasiva. Gracias a la colaboración entre la Universidad Autónoma de Madrid y el Hospital Los Madroños, esta técnica ha demostrado ser una herramienta eficaz y precisa para la modulación de la actividad neuronal. Es más, ha demostrado la capacidad de personalizar los tratamientos en función de las necesidades específicas de cada paciente, esta tecnología tiene el potencial de transformar el tratamiento de enfermedades neurológicas y mejorar la calidad de vida de muchas personas. Además, la publicación en código abierto de estos protocolos asegura que esta innovadora técnica pueda ser ampliamente adoptada y desarrollada, beneficiando a la comunidad científica y médica global.
