Luminous: 8 hitos en el campo de la medición y modificación de la consciencia

Procedimiento TMS-EEG

Culmina Luminous, proyecto europeo Horizonte 2020 liderado por la empresa Starlab con participación de otras siete instituciones de investigación de Reino Unido, Italia, Alemania, Bélgica y Francia. 

Un consorcio de ocho organismos de investigación europeos liderados por la empresa barcelonesa de transferencia tecnológica Starlab culmina LUMINOUS, un proyecto FETFX financiado a través del programa marco europeo de investigación Horizonte 2020.


Mediante la combinación de métodos de inteligencia artificial, simulaciones de ordenador y estimulación eléctrica cerebral, los miembros del consorcio del proyecto LUMINOUS han desarrollado nuevas técnicas para diagnosticar y tratar enfermedades y trastornos de la consciencia. El proyecto Luminous culmina ocho hitos de investigación en el ámbito de la neuroestimulación mediante técnicas no invasivas.


El Integrated ThalamoCortical function Research Group de la Universidad de Milán (Italia) logró medir y clasificar de forma sistemática el estado de consciencia en individuos, con una sensibilidad cercana al 95%. 150 personas en diferentes estados de consciencia incluyendo también estados patológicos (vigilia, sueño, anestesia, estado de mínima conciencia o vegetativo), pudieron ser identificados y clasificados exitosamente como conscientes o inconscientes. Esto se logró mediante la medición de la actividad eléctrica cerebral con electroencefalografía (EEG), en combinación con técnicas de inteligencia artificial. Las métricas desarrolladas harían posible su utilización fuera del entorno hospitalario, beneficiando a potenciales pacientes en tratamiento domiciliario.


En Starlab, el coordinador del proyecto, Aureli Soria-Frisch, afirma que determinar si un paciente está consciente o no ha sido uno de los retos más difíciles. Según indica, “existen diferentes niveles de consciencia y poder medirlo correctamente es muy importante para definir el tratamiento adecuado para cada paciente”. Soria-Frisch explica que, “para lograrlo se han utilizado técnicas avanzadas de análisis de datos y de inteligencia artificial que caracterizan la red que se establece entre las diferentes áreas del cerebro al pasar por diferentes estados de consciencia, como por ejemplo los que atravesamos durante el sueño. Este es el mismo tipo de metodología que se utiliza en el análisis de redes de distribución de energía o de actividad en redes sociales.”

 

La Universidad de Liège (Bélgica), ha logrado elevar los niveles de consciencia de 6 de 17 pacientes en estado de mínima consciencia. Mediante estimulación eléctrica cerebral no invasiva (tES) con corrientes de baja intensidad se ha logrado que cinco hombres y una mujer de edades entre 26 y 60 años diagnosticados con un estado de mínima consciencia recuperaran signos de consciencia tales como: reconocer objetos, seguirlos mediante movimientos oculares o dar respuestas sistemáticas a comandos verbales.


Un metaanálisis de la literatura científica permite afirmar que, aunque los resultados de la neuroestimulación transcraneal no invasiva tES se demostraron reversibles, la aplicación de tES tiene un “tamaño de efecto” suficiente para convertirse en permanente. Una ganancia neta de niveles de consciencia podría lograrse con la aplicación reiterada de tES.


La Universidad de Oxford (Reino Unido) ha desarrollado un sistema para lograr una dosificación ajustada de la anestesia mediante la medición de los niveles de consciencia del paciente. Este avance se podrá emplear para evitar los problemas asociados al uso insuficiente de anestesia (pacientes conscientes), así como los problemas cognitivos y delirium que la sobredosis de anestesia puede provocar, hecho especialmente relevante en el caso de pacientes de avanzada edad.


Científicos del Helmholtz Zentrum München (Alemania) han desarrollado un método de medición de consciencia fetal por magnetoelectroencefalografía in utero, procedimiento mediante el que han demostrado la presencia de indicadores de consciencia temprana y la capacidad de aprendizaje de fetos in utero. Se demostró que los fetos fueron capaces de reconocer y discernir secuencias complejas de sonidos, denotando una capacidad de aprendizaje equiparable a la de seres humanos adultos.


El Leibniz Research Centre for Working Environment and Human factors (Alemania) ha desarrollado una tecnología capaz de modular sistemáticamente diversos tipos de ondas cerebrales. Mediante este procedimiento se logra aumentar o disminuir la potencia de las ondas que se producen en diversos estados de consciencia relacionados con el sueño (sueño R.E.M., estado de alerta, sueño profundo, etc.), con potenciales aplicaciones en el tratamiento de trastornos del sueño. Los resultados proveen además de evidencia que muestra una mejora colateral de la memoria de los individuos tratados.


Starlab ha desarrollado una tecnología de estimulación de lazo cerrado (“closed loop”) que acopla de forma dinámica la neuroestimulación no invasiva con la medición de los estados de alerta del cerebro, permitiendo ello ajustar la estimulación en base al efecto medido. En pacientes en estados de mínima consciencia esto es clave, al producirse la máxima respuesta al tratamiento de neuroestimulación cuando ésta se aplica en picos de los estados de vigilia o alerta. Así, el sistema closed loop permite aplicar los ciclos de neuroestimulación en el momento en que se prevé que ésta será más efectiva.


El Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale en Rennes (Francia) ha desarrollado un modelo computacional de simulación del cerebro, COALIA. COALIA es capaz de simular el comportamiento cerebral en estados como la anestesia, la aplicación de estimulación mediante el sistema “closed loop”, u otras condiciones experimentales, permitiendo anticipar el efecto que tendrá el estímulo, con el potencial de permitir substituir la experimentación con pacientes.


Científicos de la Universidad de Tübingen (Alemania) logran, mediante neuroestimulación no invasiva, mejorar la capacidad de comunicación en un paciente con síndrome completo de enclaustramiento, dolencia que provoca la parálisis de los músculos de movimiento voluntario, hallándose el paciente, no obstante, en pleno estado de consciencia. Este caso único abre la puerta el desarrollo exitoso de una mejora sistemática si se confirma con un número de pacientes suficiente.

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