Investigadores del Grupo de Neurocomputación Biológica de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), en colaboración con el Hospital Los Madroños, han estudiado los efectos de la estimulación con láser infrarrojo de onda continua en la dinámica neuronal. El estudio, publicado en la revista Neurophotonics, 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 se postula como una prometedora alternativa a los métodos tradicionales de estimulación química, eléctrica o magnética para aumentar la excitabilidad neuronal.
La estimulación neuronal es crucial tanto en la investigación como en el tratamiento de enfermedades del sistema nervioso
Aunque es cierto que se ha podido demostrar la eficacia de esta técnica, especialmente en dispositivos pulsados de alta frecuencia, los mecanismos de la acción del láser sobre la dinámica neuronal no se comprenden completamente. Limitando así, el desarrollo de nuevas aplicaciones biomédicas.
Con el objetivo de 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 sostenía 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 realizado en los laboratorios de la Escuela Politécnica Superior incluye modelos computacionales que simulan la dinámica neuronal y su dependencia de la temperatura, permitiendo evaluar el papel de diversos candidatos biofísicos en la modulación neuronal. La aplicación de protocolos de estimulación en ciclo cerrado abre nuevas posibilidades para intervenciones no invasivas en investigación y tratamiento personalizado de trastornos neuronales.
“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”
“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.
Además, todos estos 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.