Un grupo de investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y del Hospital Los Madroños han realizado un estudio, publicado en la revista 'Neurophotonics', en el que han desarrollado una nueva técnica de estimulación neuronal mediante láser infrarrojo de onda continua que ofrece una alternativa eficaz y no invasiva para el futuro tratamiento de enfermedades neurológicas. El estudio también detalla las bases biofísicas y computacionales de esta innovadora técnica de estimulación óptica,
La estimulación neuronal es crucial tanto en la investigación como en el tratamiento de enfermedades del sistema nervioso. En la búsqueda de neurotecnologías eficaces y mínimamente invasivas, la estimulación con láser infrarrojo surge como una prometedora alternativa a los métodos tradicionales de estimulación química, eléctrica o magnética para aumentar la excitabilidad neuronal.
El estudio también detalla las bases biofísicas y computacionales de esta innovadora técnica
Aunque se ha demostrado la eficacia de esta técnica, especialmente con dispositivos pulsados a alta frecuencia, los mecanismos subyacentes de la acción de láser sobre la dinámica neuronal no se comprenden completamente. Esta falta de comprensión limita el desarrollo de aplicaciones biomédicas.
Para identificar los mecanismos subcelulares que sustentan la modulación neuronal, los investigadores de la UAM cuantificaron el efecto del láser infrarrojo de onda continua en la dinámica de neuronas individuales mediante protocolos de estimulación sostenida y dependiente de la actividad. "La iluminación con láser infrarrojo puede penetrar a través de los tejidos sin dañarlos y estimular a las neuronas para acelerar e incrementar su actividad eléctrica", explican los investigadores.
El estudio se realizó en los laboratorios de la Escuela Politécnica Superior, e incluye modelos computacionales que simulan la dinámica neuronal y su dependencia de la temperaturas, permitiendo evaluar el papel de diversos candidatos biofísicos en la modulación neuronal. Además, la aplicación de protocolos de estimulación en ciclo cerrado abre nuevas posibilidades para intervenciones no invasivas en investigación y tratamiento personalizado de trastornos neuronales.
Todos los protocolos desarrollados en el estudio fueron publicados en código abierto
"Con esta metodología, la luz se adapta en tiempo real a la actividad neuronal detectada, ajustando el instante y la duración de la estimulación según las necesidades específicas del sistema neuronal. Esto permitirá, en un futuro cercano, personalizar la estimulación para cada paciente", concluyen los autores.
Por último, todos los protocolos desarrollados en el estudio fueron publicados en código abierto, facilitando la difusión y el uso de esta nueva neurotecnología no invasiva en la comunidad científica.