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MADRID, 13 Sep. (EUROPA PRESS) -
Durante el día, en el cerebro se acumulan productos de desecho como el ácido láctico y las proteínas desgastadas. Al dormir por la noche, las oleadas de líquido cefalorraquídeo (LCR) ayudan a eliminar estos desechos, manteniendo así el cerebro sano.
Investigadores del Massachusetts Institute of Technology (MIT) han demostrado que pueden fortalecer estas ondas del líquido cefalorraquídeo (LCR) mediante la exposición a breves ráfagas de un sonido suave y estático conocido como "ruido rosa" durante el sueño.
Estas ráfagas aumentan la amplitud de las ondas eléctricas lentas en el cerebro, lo que a su vez amplifica las ondas del LCR. Los investigadores esperan ahora explorar si este mayor flujo de líquido cefalorraquídeo podría ayudar a potenciar la función cognitiva, mejorar la memoria o incluso ralentizar la progresión de enfermedades neurodegenerativas causadas por la acumulación de proteínas dañinas como la beta-amiloide.
El líquido cefalorraquídeo es un líquido transparente que rodea y protege el cerebro y la médula espinal. Además de proteger el cerebro de lesiones, también ayuda a proporcionar nutrientes como la glucosa y elimina los productos de desecho secretados por las células cerebrales al quemar energía.
"Descubrimos que podíamos aumentar el tamaño de la onda de flujo del líquido cefalorraquídeo durante el sueño, algo que, hasta donde sabemos, no se había logrado antes. Ahora que podemos mejorar el flujo del líquido cefalorraquídeo durante el sueño en adultos sanos, estamos muy entusiasmados por aplicar esta tecnología en poblaciones clínicas para observar sus efectos", afirma Laura Lewis, miembro del Instituto de Ingeniería y Ciencias Médicas del MIT.
Lewis es la autor principal del estudio, que se publica 'Science Translational Medicine'. En 2019, Lewis describió un método para utilizar la resonancia magnética funcional (RMf) y medir las ondas del líquido cefalorraquídeo (LCR) a medida que entran y salen del cerebro durante el sueño. Ese estudio demostró que estas ondas están estrechamente relacionadas con las ondas cerebrales llamadas ondas lentas, que se asocian con el sueño profundo.
En el nuevo estudio, quiso profundizar en la relación entre las ondas cerebrales y el flujo del líquido cefalorraquídeo (LCR), e investigar si la manipulación de las ondas cerebrales podría mejorar dicho flujo. Trabajos anteriores ya habían demostrado que la aplicación de un estímulo auditivo en el pico de las ondas lentas puede intensificarlas.
"Se pueden generar más de estas ondas lentas eléctricas mediante un estímulo auditivo, si este se produce en el momento preciso. Es similar a un niño en un columpio: si se le empuja en el momento justo de su movimiento, se puede conseguir que el columpio llegue más lejos. El reto es: ¿cómo encontrar el momento preciso?", explica Lewis.
El estímulo auditivo utilizado en este estudio es una ráfaga de ruido rosa de 50 milisegundos. Al igual que el ruido blanco, el ruido rosa contiene todas las frecuencias sonoras audibles para el oído humano, pero las frecuencias más graves son más fuertes y las más agudas, más suaves. Esto crea un sonido equilibrado y delicado, similar a la lluvia constante o al murmullo de una cascada lejana.
Para generar estos impulsos en el pico de las ondas lentas del cerebro, los investigadores tuvieron que medir la actividad electroencefalográfica (EEG) de cada participante mientras dormía. Esto resultó complicado, ya que también necesitaban medir las señales de resonancia magnética funcional (fMRI) para monitorizar el flujo del líquido cefalorraquídeo (LCR), y los campos magnéticos utilizados en la fMRI interfieren con las señales de EEG.
Para superar este problema, los investigadores desarrollaron un método para procesar las señales de EEG y eliminar el ruido generado por la resonancia magnética funcional (fMRI) con gran rapidez, en menos de 100 milisegundos. Para compensar este pequeño retraso en la medición del EEG, también desarrollaron un algoritmo capaz de predecir cuándo se producirían los picos de las ondas lentas. Esto les permitió aplicar el estímulo de ruido rosa en el momento preciso.
SUEÑO MÁS REPARADOR
En pruebas realizadas con 14 voluntarios sanos, los investigadores descubrieron que el estímulo auditivo que les administraron -que no es lo suficientemente fuerte como para despertar a una persona dormida- aumentaba la amplitud tanto de las ondas eléctricas lentas como de las ondas del líquido cefalorraquídeo durante el sueño.
Sus estudios de resonancia magnética funcional también revelaron que las ondas lentas estimulan la constricción y dilatación de los vasos sanguíneos, lo que les permite actuar como una bomba que expulsa el líquido cefalorraquídeo del cerebro. Las ondas lentas solo se observan durante el sueño no REM y se vuelven más prominentes en las etapas más profundas del sueño.
Los investigadores esperan ahora estudiar si mejorar el flujo de líquido cefalorraquídeo (LCR) podría ayudar a las personas a tener un sueño más reparador, especialmente a quienes padecen insomnio. También planean investigar si aumentar el flujo de LCR y eliminar los productos de desecho del cerebro podría beneficiar a las personas con Alzheimer y otras enfermedades caracterizadas por la acumulación de proteínas dañinas.
"La eliminación de desechos cerebrales es fundamental para el Alzheimer y otras formas de demencia, causadas, en parte, por la acumulación de moléculas como el amiloide y la proteína tau en el cerebro. Si logramos mejorar la eliminación de estos desechos, podríamos ayudar a prevenir la acumulación de estas placas que conducen a la enfermedad", afirma Levitt.
Levitt ha fundado una empresa que espera desarrollar un dispositivo, como una diadema, que la gente pueda usar en casa para aumentar el flujo de líquido cefalorraquídeo mediante la emisión de un estímulo auditivo en el momento adecuado.
