Mapeo de la estimulación cortical

Las pruebas funcionales del movimiento durante la estimulación cortical incluyen la búsqueda de movimiento activo e inhibición del movimiento. Cuando se estimula la circunvolución precentral del lóbulo frontal , músculos específicos del cuerpo se contraen según la ubicación del cerebro que recibe la señal eléctrica. La estimulación en un lado del cerebro provocará una contracción en el lado contralateral u opuesto del cuerpo. ^{[ 2 ]}

Estudios más recientes que utilizan CSM han demostrado que la corteza motora es más compleja que la disposición representada en el homúnculo tradicional, y que las respuestas motoras ocurren en el lóbulo frontal más alejado de la estrecha franja junto al surco central. ^{[ 1 ]}

En algunos casos, se ha descubierto que las áreas de la corteza que inhiben el movimiento al ser estimuladas son complementarias y no vitales para la función motora. Estas áreas se han extirpado sin comprometer la capacidad de movimiento del paciente después de la operación. ^{[ 1 ]}

Durante la estimulación, se utilizan diversas tareas lingüísticas para comprobar la función cerebral, como la lectura de oraciones, la comprensión auditiva y el habla espontánea, como la denominación de objetos. ^{[ 1 ]} La estimulación cortical en las áreas del lenguaje del cerebro suele evaluar la inhibición de alguna capacidad lingüística, en lugar de una respuesta motora o sensorial definida. Esto puede hacer que el mapeo del lenguaje requiera tareas lingüísticas más complejas para evaluar durante las pruebas, con el fin de determinar si el área estimulada es esencial para una determinada capacidad lingüística. ^{[ 6 ]}

El mapeo del lenguaje se realiza normalmente en el hemisferio izquierdo del cerebro, donde se localizan la mayoría de las áreas del lenguaje, como las áreas de Broca y Wernicke . El mapeo mediante estimulación cortical también ha identificado un área del lenguaje en la corteza temporal basal que era previamente desconocida. ^{[ 6 ]}

El mapeo por estimulación cortical en pacientes con epilepsia ha demostrado que las áreas críticas del lenguaje en el cerebro varían considerablemente entre los pacientes, lo que subraya la necesidad de realizar un mapeo preciso antes de las cirugías en dichas áreas. ^{[ 9 ]} No se puede confiar en los puntos de referencia tradicionales, como las áreas de Broca y Wernicke, para distinguir la corteza esencial del lenguaje. En cambio, los experimentos que han evaluado los sitios vitales del lenguaje son variables, y el papel exacto de un área cortical específica en una tarea lingüística es difícil de determinar. Una complicación adicional es que muchos pacientes que se han sometido a un mapeo del lenguaje tienen epilepsia, lo que a menudo altera la localización de las áreas corticales debido a la respuesta neuroplástica al daño cortical causado por las crisis epilépticas del paciente. ^{[ 10 ]} Dado que el procedimiento es tan invasivo, el mapeo por estimulación cortical para la organización del lenguaje no se realiza en individuos sanos. Además, la distribución y abundancia de sitios específicos del lenguaje relacionados con tareas específicas han mostrado variaciones según el coeficiente intelectual y el género. ^{[ 6 ]}

El mapeo somatosensorial consiste en medir las respuestas eléctricas en la superficie del cerebro como resultado de la estimulación de los nervios periféricos , como los mecanorreceptores que responden a la presión sobre la piel, y estimular directamente el cerebro para mapear las áreas sensoriales. La sensibilidad se ha evaluado en pacientes mediante la estimulación del giro poscentral, observándose una disminución en la amplitud de las respuestas sensoriales hacia el surco central. ^{[ 2 ]}

La CSM es un tratamiento eficaz para la epilepsia focal y los focos epilépticos bilaterales o múltiples. ^{[ 11 ]} Es una opción de tratamiento eficaz cuando la cirugía resectiva para extirpar el área afectada no es una opción, generalmente observada en focos epilépticos bilaterales o múltiples. ^{[ 11 ]} La CSM se utiliza de forma rutinaria en pacientes con epilepsia para localizar el foco epiléptico . Se utiliza una vez que existe una hipótesis comprobable sobre la ubicación cerebral de la zona epileptógena, determinada mediante un procedimiento menos invasivo, la electroencefalografía . Una vez determinado el foco epiléptico, esta información ayuda a los neurocirujanos a saber qué porciones del cerebro podrían resecarse sin déficits neurológicos postoperatorios negativos.

La CSM se considerará para un paciente con epilepsia cuando se cumplan dos condiciones: el tratamiento con fármacos antiepilépticos no haya controlado las crisis y exista la probabilidad de que la cirugía beneficie al paciente. ^{[ 4 ]} Debido a la naturaleza del procedimiento, la CSM solo se utiliza después de que los procedimientos no invasivos no hayan podido localizar y tratar completamente al paciente. ^{[ 12 ]}

Los electrodos invasivos son electrodos colocados estereotáxicamente o una tira o rejilla subdural. ^{[ 12 ]} Utilizando la información obtenida a través de CSM, se puede realizar una resección limitada del cerebro epileptogénico. ^{[ 4 ]} Para la epilepsia focal, la cirugía resectiva es una de las principales opciones de tratamiento para la epilepsia resistente a la medicación. ^{[ 11 ]} A través de la técnica de CSM, generalmente utilizando craneotomías con el paciente despierto, el neurocirujano tiene la capacidad de monitorear el funcionamiento del paciente durante la resección y estimulación del cerebro.

El mapeo por estimulación cortical puede utilizarse en neurooncología como herramienta para identificar las áreas del cerebro del paciente que son cruciales para funciones como el lenguaje y las vías motoras. ^{[ 13 ]} Este procedimiento se considera estándar para las operaciones de gliomas con el fin de reducir la pérdida de la función motora y la morbilidad general. La planificación prequirúrgica permite al médico evitar estas áreas de alto riesgo en la medida de lo posible durante la resección del tumor, minimizando así la posible pérdida de función y el desarrollo de secuelas . ^{[ 14 ]}

Los pacientes cuyo cirujano utiliza el mapeo por estimulación cortical para evaluar la anatomía y la función de las áreas rolándicas tienen una mayor probabilidad y una recuperación más rápida de la función basal después de la cirugía que aquellos que se someten a cirugías que no emplean esta técnica. ^{[ 15 ]} Lo mismo puede decirse de los beneficios del mapeo de las áreas del lenguaje con la técnica de estimulación cortical antes de la resección de un glioma. Evaluar y minimizar el daño de la cirugía en las regiones afectadas por el lenguaje conduce a una mayor y más rápida recuperación de la función lingüística general. ^{[ 16 ]}

A pesar del beneficio funcional que supone preservar estas áreas corticales elocuentes, aún se consideran los factores de riesgo-beneficio. Se ha demostrado que una resección tumoral más completa podría aumentar la esperanza de vida de los pacientes con glioma; sin embargo, una mayor cantidad de tejido cerebral extirpado también puede provocar una disminución debilitante de la función. Por ello, el mapeo de estimulación cortical ayuda a determinar la cantidad máxima de tejido que se puede extirpar manteniendo la calidad de vida del paciente. ^{[ 17 ]}

El mapeo de la corteza occipital tiene un posible uso en el desarrollo de una prótesis para personas ciegas. Se ha descubierto que la estimulación eléctrica en el lóbulo occipital causa ilusiones visuales llamadas fosfenos , como luz, colores o sombras, que se observaron en los primeros experimentos de Penfield y Jasper . ^{[ 1 ]} La primera producción registrada de visión artificial fue en experimentos realizados por Brindley y Dobelle, donde lograron que pacientes ciegos "vieran" pequeños caracteres a través de la estimulación cortical. ^{[ 18 ]} También se sabe que la estimulación eléctrica en el lóbulo occipital produce pequeños círculos de colores, generalmente en el centro del campo de visión del paciente. ^{[ 1 ]} También se han observado alucinaciones visuales, como patrones geométricos en movimiento y fosfenos de colores en movimiento, con la estimulación cortical. Los electrodos en la superficie de la corteza occipital tienden a producir fosfenos parpadeantes, mientras que los electrodos insertados más profundamente en la corteza producen colores estables. ^{[ 19 ]} La corteza visual primaria , responsable de generar imágenes más complejas, se encuentra en la parte más profunda de la fisura calcarina del lóbulo occipital, por lo que se requiere estimulación intracortical para estimular estas áreas de manera efectiva. La estimulación intracortical utiliza un electrodo que penetra más profundamente en el cerebro para estimular con mayor eficacia la corteza visual primaria, en lugar de intentar trabajar únicamente desde la superficie del cerebro, lo que puede causar señales visuales no deseadas, dolor y daño al tejido nervioso. ^{[ 18 ]}

Para los pacientes con glaucoma y atrofia del nervio óptico, las prótesis retinianas existentes no son una opción, ya que el nervio óptico está dañado; por lo tanto, una prótesis que utilice estimulación cortical representa una esperanza para ofrecer cierta función visual. Una prótesis visual cortical es un tema de investigación prometedor porque actúa sobre neuronas más allá del sitio de la enfermedad en la mayoría de los pacientes ciegos. Sin embargo, persisten desafíos importantes, como la reproducibilidad en diferentes pacientes, los efectos a largo plazo de la estimulación eléctrica y la mayor complejidad de la organización visual en la corteza visual primaria en comparación con la de la retina . ^{[ 18 ]}

Otro campo de investigación para prótesis visuales mediante estimulación cortical es el propio nervio óptico, que contiene las fibras nerviosas responsables del campo visual completo. La investigación en esta área continúa, y el pequeño tamaño del nervio óptico y la alta densidad de fibras nerviosas siguen planteando desafíos para este enfoque ^{[ 18 ].}

El mapeo por estimulación cortical (MEC) se considera el método de referencia para mapear las regiones funcionales del cerebro y así crear un plan prequirúrgico que maximice el resultado funcional del paciente. ^{[ 3 ]} El historial de resultados beneficiosos y la cantidad de información ya establecida sobre la técnica del MEC la hacen ventajosa en aplicaciones clínicas y de investigación. Sin embargo, debido a que tiene el inconveniente de ser una técnica intraoperatoria, existe un creciente debate sobre su estatus como método preferido. En su lugar, se está considerando la estimulación magnética transcraneal (EMT), un nuevo procedimiento que no conlleva el mismo riesgo quirúrgico.

La estimulación magnética transcraneal ha despertado un interés creciente como herramienta alternativa para estudiar las relaciones entre áreas corticales específicas y la función cerebral, especialmente porque su naturaleza no invasiva es ventajosa frente a la CSM. ^{[ 20 ]} Además, debido al creciente número de investigaciones centradas en la investigación de los múltiples usos médicos de la EMT, podría llegar a tener más aplicaciones que la CSM. Por ejemplo, este procedimiento se ha utilizado con éxito para medir la velocidad de conducción en las vías motoras centrales, lo que lo convierte en una herramienta útil para quienes estudian la esclerosis múltiple . ^{[ 21 ]} De manera similar, la EMT también se está investigando por sus posibilidades como una alternativa terapéutica a largo plazo y posiblemente más rentable para el tratamiento de trastornos psiquiátricos crónicos como la depresión mayor ^{[ 22 ]} así como su uso como medio para ayudar en la recuperación de un accidente cerebrovascular . ^{[ 23 ]} Sin embargo, aunque la EMT terapéutica es prometedora en general, su éxito aún no está claro y no se ha confirmado en varios estudios. Esto es cierto en relación con los estudios de pacientes con Parkinson que recibieron terapia de EMT a largo plazo. Aunque inicialmente parecía que estos sujetos obtenían un mejor rendimiento en las pruebas de coordinación motora, estos resultados son inconsistentes y reproducibles. ^{[ 24 ]} El mismo tipo de resultados se observa en estudios sobre la esquizofrenia , donde se ha demostrado que el rendimiento cognitivo en pacientes esquizofrénicos tratados con EMT es altamente variable. Estos resultados sugieren que faltan pruebas de los efectos de la EMT y que los mecanismos neurobiológicos de esta técnica aún no se comprenden bien. ^{[ 25 ]} Debido a estas incertidumbres, la investigación sobre este método continúa y aún queda mucho por determinar sobre su efecto exacto en el estado de activación del cerebro. Comparativamente, la EMT, al tener las ventajas de ser una técnica más investigada, a menudo sigue siendo la preferida.

También debe considerarse la seguridad con respecto a ambos métodos. Hasta el momento, las directrices de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) solo han aprobado el uso de TMS para el tratamiento de la depresión. ^{[ 26 ]} Aunque esta técnica no tiene efectos secundarios duraderos conocidos, excepto por algunos casos reportados de convulsiones inducidas, todavía se trata con precaución debido a su relativa novedad en el uso clínico. ^{[ 27 ]} CSM ha obtenido la aprobación de la FDA de EE. UU. para sus usos en el mapeo de estimulación cortical, especialmente en casos de tratamientos de convulsiones y gliomas, y para ayudar en la colocación de electrodos dentro del cerebro. ^{[ 28 ]}