2.3. Neurofisiología

Estimulación eléctrica cerebral

Las bases de la técnica fueron puestas por Galvani en el siglo XVIII. Primeras pruebas sobre la relación entre corriente eléctrica y actividad del sistema nervioso.

Primeras pruebas en animales siglo XIX. Observaron que la estimulación eléctrica de determinadas regiones cerebrales con electrodos situados en la superficie de la corteza, producía movimientos característicos en las extremidades de los animales.

En humanos, las primeras aplicaciones fueron en operaciones neuroquirúrgicas a pacientes con epilepsia. Sobre todo dirigido a la exploración de las áreas próximas  a la cisura de Rolando permitiendo una correspondencia entre determinadas porciones de las cortezas pre y postalámicas y la capacidad de mover y sentir las diferentes partes del cuerpo respectivamente.

La estimulación eléctrica cortical se emplea hoy en día en neurocirugía de forma regular. Su aplicación reside en proporcionar información funcional sobre las regiones cerebrales que son candidatas a ser extirpadas debido a alteraciones anatómicas o funcionales. Sin embargo, la utilidad de esta técnica ha resultado limitada en el estudio de otras regiones cerebrales diferentes a las áreas motoras y del lenguaje, como en el estudio de otras funciones cognitivas.

Registros intracelulares o de células individuales

Consiste en insertar un microelectrodo en el cerebro del animal. La actividad registrada procede a menudo de la membrana celular de una o varias neuronas próximas. A menudo resulta en la lesión de la célula nerviosa. Principalmente se centra en el estudio de las variaciones de la tasa de disparo de dichas células con respecto a los niveles basales (1 a 100 descargas por seg.). En este sentido, el registro de la actividad de neuronas individuales trata de establecer diferencias de descarga respecto de dichos niveles basales. Ejemplo: Estudio procesos cognitivos superiores con primates en porciones de las cortezas prefrontales mostrando su importancia en la memoria operariva.

Lesiones: Anestesia y estimulación magnética transcraneal

Donald Stuss ha señalado que mientras que las técnicas de neuroimagen informan sobre la contribución o implicación de una determinada zona cerebral en un proceso cognitivo determinado, el método lesional es el único con capacidad de informar sobre la necesidad de dicha región para el desempeño de una función dada.

Los primeros estudios tenían los inconvenientes de su falta de especificidad en la cantidad de tejido a eliminar. Los métodos empleados eran:

  • Aspiración del tejido nervioso, de forma que una máquina de succión extraía las regiones de interés.

  • Aplicación de descargas eléctricas de alta intensidad sobre el tejido nervioso para la destrucción de porciones de dicho tejido.

Los nuevos métodos han tratado de resolver este problema y emplean:

  • Sustancias químicas que permiten la destrucción selectiva de tipos específicos de células o de partes de las mismas. Ejemplo: Inyección MPTP genera lesiones específicas en neuronas dopaminérgicas capaces de reproducir patrones lesionales similares al Parkinson.

  • Técnicas de inactivación cerebral transitoria: extensión del método lesional que bajo determinadas circunstancias puede emplearse en humanos. Como los antagonistas de acetilcolina que han sido empleados para producir amnesias transitorias. De entre las más importantes técnicas de inducción de inactivación cerebral o lesiones cerebrales reversibles cabe destacar:

    • La técnica de anestesia cerebral. El procedimiento consiste en la conducción de un catéter a través de la vía de la arteria femoral hasta la arteria carótida interna, donde se libera una sustancia anestésica (amital sódico). Se ha empleado para estudiar la lateralización del lenguaje anestesiando el hemisferio dominante o el estudio de los procesos de memoria verbal y espacial en epilépticos antes de la resección quirúrgica del hipocampo. 

    • La técnica de estimulación magnética transcraneal o TMS es más cómoda para los sujetos que la anterior al producir una interferencia en la actividad normal del cerebro. Se basa en que la emisión de un campo magnético de elevada potencia y de una frecuencia determinada en la proximidad de determinadas regiones cerebrales es capaz de cancelar la actividad eléctrica de los grupos neuronales en la proximidad de la región estimulada. Otra de las ventajas en comparación con la anestesia es que proporciona una alta resolución espacial sobre la localización de la región que se desea estimular y una alta resolución temporal sobre la latencia de inicio y duración del pulso de estimulación. Sin efectos secundarios salvo epilépticos.