Un equipo de investigadores del University College London (UCL) y de la Universidad de Oxford presentó un sistema de ultrasonido transcraneal que logra modular con alta precisión regiones profundas del cerebro humano sin necesidad de intervenciones invasivas. El hallazgo fue publicado en Nature Communications y podría ser clave para tratar trastornos como el Parkinson.
La novedad se presenta en un contexto donde las técnicas de estimulación cerebral disponibles, aunque efectivas en ciertos pacientes, enfrentan limitaciones, según los autores del estudio.
Frente a este panorama, el nuevo casco de ultrasonido ofrece lo que hasta ahora parecía inalcanzable: una estimulación localizada, reversible, precisa y sin abrir el cráneo.
La importancia de este avance radica en que las estructuras cerebrales profundas, como los ganglios basales y los núcleos talámicos, son fundamentales para el comportamiento humano.
Contar con una herramienta capaz de modular esas zonas con exactitud, sin necesidad de cirugía, abre una puerta inédita tanto para la terapéutica como para la investigación básica sobre cómo funciona la mente.
El casco diseñado por el equipo británico integra 256 emisores de ultrasonido distribuidos en una estructura elipsoidal que se ajusta a la cabeza del paciente. Al conectarse a un escáner de resonancia magnética, el sistema logra guiar los pulsos ultrasónicos a un punto tan pequeño como un grano de arroz dentro del cerebro. Esto equivale a alcanzar una precisión 30 veces mayor que la obtenida con los dispositivos de ultrasonido cerebral profundo anteriores.
“Es un casco con 256 fuentes que cabe en un escáner de resonancia magnética”, explicó Ioana Grigoras, de la Universidad de Oxford, quien participó en los ensayos. “Al principio es voluminoso y claustrofóbico ponérselo, pero luego te acostumbras”.
Esa incomodidad inicial se compensa con los resultados. En las pruebas realizadas en siete voluntarios sanos, los investigadores dirigieron las ondas al núcleo geniculado lateral, una diminuta región del tálamo que actúa como vía de entrada de la información visual desde los ojos hacia el cerebro. “Las ondas alcanzaron su objetivo con una precisión notable”, afirmó la profesora Charlotte Stagg, autora principal del estudio. “Eso por sí solo fue extraordinario, y nadie lo había logrado antes”.
El experimento no solo demostró que era posible focalizar las ondas con exactitud, sino también que la modulación inducida producía efectos duraderos en las redes cerebrales. En este caso, la corteza visual mostró una reducción en su actividad después de la estimulación. Stagg lo ejemplificó de manera clara: “El equivalente en pacientes con párkinson sería actuar sobre una región de control motor y observar la desaparición de los temblores”.
Según los expertos, el ultrasonido transcraneal no es nuevo en la medicina. Desde hace décadas se exploraba como herramienta para intervenir en estructuras profundas, pero siempre había un obstáculo: la falta de precisión. Las ondas más bajas atravesaban bien el cráneo, pero se dispersaban demasiado; las más altas eran más focalizadas, pero quedaban debilitadas al intentar penetrar la barrera ósea. Esa tensión entre penetración y resolución mantenía a la técnica en un limbo de promesa no cumplida.
El nuevo casco rompe con esa limitación, siempre de acuerdo con los científicos. Al disponer los 256 emisores de manera hemisférica y controlarlos de forma independiente, el sistema puede concentrar la energía en un punto específico sin afectar en exceso las regiones circundantes. Además, su integración con la resonancia magnética funcional permite monitorizar en tiempo real los cambios en la actividad cerebral, algo que ofrece seguridad adicional y la posibilidad de ajustar parámetros al instante.
La precisión del posicionamiento también fue reforzada mediante una máscara estereotáctica facial y cervical personalizada para cada participante. Este detalle eliminó la necesidad de marcos quirúrgicos fijados con tornillos, que eran habituales en técnicas ablativas como el Ultrasonido Enfocado Guiado por RM (MRgFUS). Gracias a ello, la experiencia resultó no invasiva y totalmente reversible.
Los ensayos demostraron que el sistema no solo alcanzaba con éxito el núcleo geniculado lateral, sino que provocaba cambios medibles en las redes cerebrales conectadas, confirmados con fMRI. Para los expertos, este es un paso esencial: por primera vez se cuenta con evidencia de que un dispositivo puede modular regiones profundas con exactitud milimétrica sin necesidad de cirugía.
Charlotte Stagg recordó el tiempo que llevó llegar a este punto: “Cuando comenzamos el proyecto, estaba embarazada de mi hija. Ahora tiene 12 años. Esperamos ver las primeras aplicaciones clínicas antes de que esté en la universidad”.
Del laboratorio a la clínica: un camino abierto
El potencial terapéutico del casco es inmenso. En primer lugar, podría ofrecer una alternativa menos riesgosa que la estimulación cerebral profunda para pacientes con Parkinson.
Pero el alcance va mucho más allá. Según los autores, el mismo principio podría aplicarse para modular áreas relacionadas con la depresión resistente, la esquizofrenia, la adicción, el dolor crónico o el síndrome de Tourette. También se proyecta como una herramienta útil para comprender mejor los procesos cognitivos básicos, desde la memoria hasta la consciencia.
“Nuestro objetivo a largo plazo es perfeccionar el sistema para convertirlo en una herramienta clínica práctica, que pueda complementar o incluso reemplazar a los implantes cerebrales invasivos en el futuro”, explicó Elly Martin, académica de la UCL y parte del equipo creador del casco.
El dispositivo en su forma actual todavía necesita de un escáner de resonancia magnética para funcionar, lo que limita su aplicabilidad en la práctica cotidiana. Sin embargo, Brad Treeby, otro de los responsables, aseguró que ya trabaja en una empresa destinada a fabricar el casco en versiones más cómodas y accesibles. Con el apoyo de la inteligencia artificial, se espera que en el futuro pueda operar de forma autónoma, sin necesidad de resonancia, lo que abriría la posibilidad de uso incluso en hogares bajo supervisión médica.
Los investigadores remarcan que todavía faltan ensayos clínicos en pacientes y que será necesario evaluar la seguridad y eficacia en cada indicación específica. No obstante, la prueba de concepto ya mostró que la técnica es viable y que logra lo que ninguna otra había conseguido hasta ahora: estimulación focal en regiones profundas sin cirugía.
En palabras de los propios autores, se trata de un camino en construcción, pero con un potencial transformador. Si los ensayos clínicos confirman lo observado en voluntarios sanos, la medicina podría disponer en pocos años de una herramienta capaz de cambiar la vida de millones de personas que conviven con enfermedades neurológicas hasta ahora de difícil tratamiento.