A medida que envejecemos, se vuelve más difícil recordar dónde están las cosas, ya sea dónde dejamos las llaves o dónde estacionamos el auto. Esta memoria espacial empeora con la aparición de la demencia, y el mundo desarrolla esta afección cada tres segundos, según Alzheimer’s Disease International.
Investigadores de dos laboratorios de la EPFL han unido fuerzas para desarrollar la memoria espacial mediante la creación de una configuración experimental única que combina estimulación cerebral profunda no invasiva, entrenamiento en realidad virtual e imágenes por resonancia magnética funcional; todos los campus de Ginebra están ubicados dentro de Biotech. Publicado en Science Advances, el estudio muestra que los impulsos eléctricos indoloros dirigidos al hipocampo y las estructuras adyacentes, una región profunda del cerebro involucrada en la memoria y la navegación espacial, pueden mejorar la capacidad de navegación para recordar ubicaciones cerebrales.
“Al encontrar formas de mejorar la memoria espacial sin cirugía ni medicamentos, estamos abordando una preocupación grave para una población grande y en crecimiento: los ancianos, así como las personas con lesiones cerebrales traumáticas y demencia”, afirma Hummel, Fred Helm Hummel, director del estudio. Laboratorio
El estudio es el resultado de una colaboración entre el Laboratorio Hummel y el Laboratorio de Neurociencia Cognitiva LCNO de Olaf Blanke, ambos en el Instituto Neuro X de la EPFL. Combinando la experiencia de Hummel en estimulación cerebral no invasiva con la investigación cognitiva de Blanki sobre navegación espacial en entornos de realidad virtual, los investigadores desarrollaron una configuración de neurotecnología única.
Una combinación única de neurotecnologías
El experimento comienza cuando los investigadores colocan cuatro electrodos inofensivos en la cabeza de individuos sanos para estimular el hipocampo y las estructuras adyacentes. Esta técnica no invasiva, llamada estimulación eléctrica de interfaz temporal transcraneal (tTIS), envía pulsos específicos sin causar ninguna molestia al participante.
A continuación, los voluntarios se sumergen en un mundo virtual utilizando gafas de realidad virtual. Basándose en investigaciones anteriores del coautor Hyuk-June Moon, los científicos asignaron a los participantes la tarea de navegar a través de una serie de ubicaciones y recordar puntos de referencia importantes. Este entorno virtual inmersivo permite a los investigadores medir con precisión qué tan bien los participantes pueden recordar y navegar por información espacial mientras reciben tTIS.
“Cuando se aplicó la estimulación, observamos una clara mejora en el tiempo de recuerdo de los participantes: el tiempo que les llevó llegar a lo que recordaban”, dice Elena Benato, segunda primera autora del estudio. “Esto nos lleva a creer 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 realizó dentro de un escáner de resonancia magnética funcional. 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 al TTIS durante las tareas de navegación espacial. Los datos de la resonancia magnética funcional revelaron cambios en la actividad neuronal asociados con los cambios de comportamiento observados, particularmente en las regiones responsables de la memoria y la navegación, lo que brindó a los investigadores una visión más profunda de cómo la estimulación no invasiva modula la función cerebral.
Esta integración de tecnologías de vanguardia en el Instituto NeuroX de EPFL convierte a Campus Biotech en uno de los pocos lugares donde se pueden combinar las tres técnicas experimentales en un solo estudio.
“La combinación de tTIS, realidad virtual y fMRI ofrece una forma innovadora y altamente controlada de estudiar la respuesta del cerebro a la estimulación y sus efectos sobre las funciones cognitivas”, dice Olaf Blank. “A largo plazo, imaginamos utilizar este enfoque para desarrollar terapias dirigidas a pacientes con deterioro cognitivo, ofreciendo una forma no invasiva de mejorar la memoria y las capacidades espaciales”.
