Nos lo explica junto a una reflexión acerca de la experimentación con seres humanos.
Jugando a cartas en plena neurocirugía, por Miquel Bosch
Es posible que la expresión “experimentación con seres humanos” os haga saltar todas las alarmas éticas y morales. Nada más lejos de mi intención. Pero, ciertamente, cada día se llevan a cabo muchísimos experimentos científicos usando a personas como conejillos de indias. Sin ir más lejos, todos los fármacos y productos para uso humano deben pasar por las fases I-III de un ensayo clínico, en donde se prueba su seguridad y eficacia tanto en personas sanas como en enfermas.
Si tomáis el metro por los alrededores de Boston os hartaréis de ver anuncios buscando voluntarios para ensayar nuevos tratamientos clínicos para enfermedades neurológicas como la ansiedad o el déficit de atención. Y es que en esa zona hay una altísima concentración de hospitales, centros de investigación y empresas farmacéuticas.
En neurociencia siempre se han realizado experimentos con humanos, sobre todo estudios psicológicos.
Pero la aparición de las potentes técnicas de neuroimagen, como la resonancia magnética funcional (fMRI) o la tomografía por emisión de positrones (PET) ha supuesto un boom de los experimentos neurológicos con personas. Éstas son técnicas no invasivas, totalmente inocuas y que permiten saber literalmente qué zona de tu cerebro se activa mientras piensas, imaginas, hablas u odias.
Multitud de estudiantes en Boston (y algún que otro periodista) han metido su cabeza en uno de esos aparatos de fMRI a cambio de una módica recompensa.
Sin embargo estas técnicas presentan una clara limitación: su baja resolución, tanto espacial como temporal. No permiten observar neuronas individualmente, ni pueden seguir el ritmo de sus disparos eléctricos (del orden de milisegundos). La única manera de hacer eso es insertar un electrodo en el cerebro y escuchar directamente la actividad neuronal. Pero, ¿cuándo es éticamente aceptable abrirle un agujero en el cráneo a una persona e introducirle un cable de metal en lo más profundo de su cerebro? La respuesta es la siguiente: cuando se tiene que hacer de todas maneras por motivos médicos.
La operación-experimento
Hace unos días nos invitaron a Vicky y a mí a asistir a una operación quirúrgica en el Hospital General de Massachusetts (MGH), en la que se implantó un par de electrodos en el cerebro de un paciente con depresión y obsesión compulsivo-obsesiva. Esta práctica se denomina Estimulación Cerebral Profunda (DBS, Deep Brain Stimulation) y se realiza de forma rutinaria en muchos hospitales de todo el mundo, especialmente para tratar el Parkinson en pacientes en los que la medicación ya no ejerce efecto.
Los electrodos son permanentes y pueden ser conectados o desconectados por el propio paciente mediante un dispositivo implantado subcutáneamente en su pecho. No se sabe aún el mecanismo de acción de la DBS, ni cómo consigue eliminar el temblor. Pero realmente funciona muy bien y ya se está ensayando su aplicación para otras enfermedades como la depresión, la epilepsia, el infarto cerebral, y hasta la ceguera. Es un paso más en el camino hacia las interfaces cerebro-máquina que muy pronto veremos instaurarse en nuestras vidas, tanto en la medicina como en el trabajo y el ocio. (aquí podéis ver un buen video sobre DBS)
Lo interesante del caso es que durante el curso de la operación el paciente autorizó a los médicos a realizar un experimento neurofisiológico en sus propias neuronas. Puesto que el cerebro no posee sensores para el dolor, el paciente permanece despierto durante todo el proceso, con sólo anestesia local en la cabeza. Una vez instalados tres electrodos provisionales en el núcleo accumbens, una región de los ganglios basales ricamente bañada en dopamina, se le pidió al paciente que jugara a un juego de cartas en una pantalla de ordenador.
El juego consistía en ver una carta y en apostar una cantidad de dinero a que la siguiente carta iba a ser mayor o menor. Un juego sencillo y fácil de ganar. El paciente, un hombre de 58 años al que llamaremos D.S., se mostró muy calmado durante todo el curso de la operación, y estuvo jugando a las cartas con una serenidad sorprendente, aún sabiendo que tenía dos agujeros abiertos en su cráneo. El experimento consistía en buscar neuronas que se activaran, no en el momento de ganar la apuesta, sino con la predicción del acierto. El objetivo es demostrar que esa es la zona del cerebro que codifica para las previsiones de futuros placenteros. De hecho, el paciente sabía que se embolsaría realmente parte del dinero que ganaba en sus apuestas.
Nuestro colega Christian Camargo, licenciado en neurociencia y música por el MIT y ahora estudiante de medicina en el Cleveland Clinic, fue quien nos invitó a presenciar la operación, que fue realizada por el Dr. Emad Eskandar i el Dr. John Gale. El Dr. Eskandar, además de neurocirujano, es responsable de un laboratorio en Harvard donde se investiga el papel de los ganglios basales y la dopamina en los procesos mentales del aprendizaje y la motivación. Normalmente utiliza macacos para estos experimentos. Sin embargo, las operaciones de DBS en sus pacientes son una oportunidad única para estudiar directamente el funcionamiento de nuestra mente, así como para mejorar las actuales terapias de enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson y el Alzheimer, o psiquiátricas como la esquizofrenia y la depresión, sin tener que pasar por el uso de modelos animales.
Para los que nunca hemos estado en un quirófano de un hospital (sin los efectos de la anestesia) fue una experiencia interesantísima. Para los que, además, nos dedicamos diariamente a realizar experimentos neurofisiológicos en animales, como los macacos o las ratas, es impresionante ver realizar el mismo experimento, pero en el cerebro de una persona. Y más todavía cuando el sujeto a estudio está perfectamente consciente y habla con toda tranquilidad mientras unos señores y señoras le estamos escuchando la actividad eléctrica de sus neuronas en el mismo instante en que él las está usando para pensar, predecir, dudar, decidir.
Pero lo realmente emocionante fue cuando se le conectó por primera vez el electrodo permanente que D.S. llevará en su cabeza durante años. Al incrementarle paulatinamente el voltaje (hasta un máximo de 5 voltios), D.S empezó a sentirse milagrosamente más animado, hasta el punto de esbozar una sonrisa sin saber muy bien porqué. Parece que la técnica de la DBS tiene un futuro prometedor como terapia alternativa para la depresión.
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