Gustavo Deco: «Confiamos que un día se pueda diagnosticar la enfermedad mental con neuroimagen”

02/05/2019 Healthy Workshop Cómo explicar y forzar transiciones entre diferentes estados cerebrales Estudios Ciencias de la Salud UOC
Entrevista al neurocientífico, el Dr. Gustavo Deco, que nos explica cómo los estados cerebrales podrían utilizarse como biomarcadores en neurociencia básica y en aplicaciones clínicas en psiquiatría.

Profesor de investigación en la Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA) y catedrático de la Universidad Pompeu Fabra (UPF), donde el Dr. Gustavo Deco dirige el grupo de Neurociencia Computacional. También es director del Center of Brain and Cognition (UPF). Ha participado en el Proyecto del Cerebro Humano, y recibió la beca ERC Advanced Grant.

El Dr. Gustavo Deco impartió el Healthy Workshop Cómo explicar y forzar transiciones entre diferentes estados cerebrales, organizado por los Estudios de Ciencias de la Salud de la Universitat Oberta de Catalunya (UOC), hace unos meses. Nos habló sobre la transición entre diferentes estados cerebrales mediante técnicas de estimulación transcraneal y cómo se podría fomentar así una reconfiguración profunda del paisaje dinámico cerebral necesario para la curación de trastornos mentales. Queríamos conocer mejor este tema y esto es lo que nos ha contado.

 

¿Qué aplicaciones tienen las nuevas técnicas de neuroimagen en neurociencia?

En neurociencia teórica, se intenta explicar los mecanismos subyacentes a la actividad dinámica del cerebro permitiendo entonces el análisis de cómo se procesa información en este órgano. Además de estas preguntas básicas, me interesan también aplicaciones translacionales de este tipo de técnicas en el terreno de la biomedicina. Por ejemplo en neuropsiquiatría, en la línea de desarrollar nuevos biomarcadores para poder detectar de forma específica las diferentes patologías. Se está hablando incluso de crear una nueva taxonomía de las enfermedades mentales basada en términos cuantitativos y mecanísticos y también en un entendimiento más profundo desde el punto de vista mecanístico para que podamos desarrollar nuevas técnicas.


«Se está hablando incluso de crear una nueva taxonomía de las enfermedades mentales basada en términos cuantitativos y mecanísticos»


¿En qué estudios relacionados con estas técnicas está trabajando actualmente?

En este campo de aplicaciones, estoy trabajando en proyectos conectados a otros laboratorios experimentales y diferentes hospitales, en los que tenemos acceso a una gran base de datos de casos de neuropsiquiatría como párkinson, esquizofrenia, enfermedad bipolar, etc. Estamos trabajando en las tres líneas: en la búsqueda de biomarcadores, en el entendimiento más profundo de estas patologías, y en el efecto de estimulaciones externas, como DBD (Deep Brain Stimulation) o TMS para acciones terapéuticas.

¿Cuáles son los últimos descubrimientos en esta área?

La buena noticia es que en estos momentos hay tan poco descubierto que cualquier resultado pequeño es impactante. En nuestro laboratorio estamos estudiando el cerebro en el resting state, que es la observación del cerebro en el estado más basal que se conoce. Es el estado de no hacer nada, estar despierto pero sin hacer nada específicamente. Mediante la observación del cerebro con técnicas de neuroimagen como la resonancia magnética, la magnetoencefalografía, o la electroencefalografía podemos obtener diversos tipos de biomarcadores que diferencian el cerebro normal en reposo de cerebros con diferentes tipos de enfermedades. En este sentido, el resting state es bastante específico.

El problema es que se puede encontrar un patrón común entre diferentes enfermedades mentales pero lo que necesitamos es además diferenciar unas enfermedades de otras. En la dinámica cerebral se ve como algunas redes se activan de una forma determinada y es ahí donde viene la posibilidad de que se cambie la taxonomía de las enfermedades mentales y realizarla, ya no, con base en la sintomatología, como ocurre con el DSM (manual diagnóstico y estadístico de los trastornos mentales de la Asociación Americana de Psiquiatría), sino basadas en qué tipo de redes está afectada. Para mí esta clasificación tiene sentido porque estaría hecha desde una técnica cuantitativa y se podría ver qué red está afectada, y ya no se hablaría tanto de esquizofrenia, depresión o enfermedad bipolar sino de trastorno donde la red atencional está afectada o la red de saliencia.


«Mediante la observación del cerebro con técnicas de neuroimagen podemos obtener  biomarcadores que diferencian el cerebro normal en reposo de cerebros con diferentes tipos de enfermedades»


¿Podría ayudar a conocer el origen de la enfermedad mental?

Estamos integrando información genética con una base de datos en humanos controles post mórtem (Allen Institute) con el fin de incluir posibles fallos genéticos en el origen de las enfermedades. En este tipo de estudios y modelados se puede extraer cuáles son los mecanismos causativos,  y cómo se están reflejando en la dinámica neuronal. Tenemos esperanza de que un día se pueda diagnosticar y entender enfermedades mentales con neuroimagen multimodales en combinación con modelos teóricos computacionales a fin de entender mecanismos y no solo correlaciones.

¿Y qué aplicaciones tiene la neuroimagen en el ámbito clínico para el tratamiento?

En diagnóstico hay muchísimas aplicaciones de estas técnicas de neuroimagen. También hay estudios concretos para tratamiento como, por ejemplo, el uso de Deep Brain Stimulation (DBS). En estos momentos, estamos intentando entender los procesos mecanísticos causados por tal tipo de estimulaciones.

En el caso del DBS en la enfermedad de Parkinson, por ejemplo, el electrodo que se implanta en una zona del cerebro (en general en el subthalamic nucleus), no solo tiene un efecto inmediato en la estimulación que parte de los síntomas motores asociados al párkinson como son el temblor, la rigidez o la lentitud, sino que además afecta positivamente al resto del cerebro. De esta manera, las características de estos patrones normales en el resto del cerebro que no se sabía que también estaban afectados en el párkinson, muy posiblemente como efecto colateral, el DBS también los ayuda y eso es realmente casualidad porque esta técnica no se diseñó con esa finalidad. De hecho, se podría estudiar sistemáticamente a través de un modelado offline in sílico cuál es el mejor punto para implantar el DBS, no solo para resolver el problema asociado a la enfermedad sino para estudiar qué punto de instalación podría mejorar los patrones generales a nivel de todo el cerebro, a nivel de resting state, por ejemplo. Otra aplicación podría ser utilizar DBD en estado de coma. Aunque pueda sonar a ciencia ficción esta reactivación del cerebro se ha hecho en monos con anestesia permitiendo estudiar el problema de la conciencia. Es un tema que me apasiona, ver la cara básica qué es la conciencia y la cara traslacional clínica, que es pasarlo a casos muy concretos.

¿Para qué otros tratamientos se puede utilizar el DBS?

La técnica de estimulación DBS es invasiva porque hay que implantarla en el cerebro, pero tiene muchas posibilidades en dolor crónico, síndrome de Korsakoff, alcoholismo, depresión, drogadicción.

¿La aplicación de estas técnicas de neuroestimulación tienen efectos secundarios?

Cuando se utilizan estas técnicas de estimulación es fundamental tener un patrón para tratar de promover un estímulo de actividad lo más similar posible al humano sano y eso se puede medir. Si logramos llevar al cerebro sano, a través de la estimulación, a un estado bastante similar al del cerebro del humano sano, esperamos que este se autorepare a través de plasticidad de forma automática.

Hay dos aproximaciones a este tipo de intervenciones: interactuar para cambiar la plasticidad del cerebro o estimular para tratar de llevar al cerebro a condiciones más normales y esperar que, si se hace regularmente, el cerebro se autorepare.

¿Cuál es la diferencia entre un cerebro sano y uno enfermo?

Depende de la enfermedad, pero siempre se refleja en los niveles de activación de diferentes redes. Por eso, el resting state se puso tan de moda, porque cuando el cerebro está en reposo se puede ver cómo se van activando y desactivando diferentes redes, con lo cual se puede observar si hay una red con una tendencia a no activarse, incluso si se está testeando, porque en resting state deberían activarse todas las redes, pero si hay una que no se está activando, ya hay una indicación.

El cerebro está siempre activado. Cuando no hacemos nada está más activado de forma más global porque está utilizando todas las redes porque no hay ninguna preferida, pero el cerebro sirve para hacer tareas. El resting state (estado natural del cerebro) nos da una información poco sesgada.


¿Por qué te interesaste por la neurociencia?

Neurociencia UOC
El neurocientífico, Dr. Gustavo Deco, impartió un Healthy Workshop, organizado por los estudios de Ciencias de la Salud de la UOC

Para Gustavo Deco, la neurociencia es una de las disciplinas más apasionantes del siglo XXI. Después de hacer un doctorado y dos post doctorados en Física atómica, decidió interesarse por el cerebro y a conocer mejor la parte psicológica e hizo un doctorado de Neuropsicología en la Universidad Ludwig-Maximilian de Múnich con el neurólogo Joseph Zihl y le entusiasmó muchísimo.

 

Comentando el interés y momento actual en neurociencia explicaba a sus estudiantes “es que de joven siempre he sentido una nostalgia por el período de 1924-1926, cuando la física de mecánica cuántica se desarrolló, …ha sido seguramente apasionante, porque conceptualmente se desarrolló todo. En contraste, yo siempre digo que en neurociencia estamos ahora precisamente como en aquella época de la mecánica cuántica y, desarrollando las bases conceptuales, experimentales y teóricas, por eso, es apasionante”. Como apunta este neurocientífico apasionado por el cerebro, el siglo XX fue el siglo de la física, el siglo XXI es el de la biología.

 


 

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Sobre el autor

Editora de contenidos de los Estudios de Ciencias de la Salud de la UOC

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