Retos para una neuromodulación eléctrica segura y eficaz del cerebro. Un estudio de los efectos tisulares de la estimulación eléctrica mediante corriente continua y alterna en la rata

Abstract

[ES]El objetivo de esta tesis ha sido investigar de manera comparativa los efectos inducidos en el cerebro derivados de la estimulación eléctrica con CC (epidural), CA y tTIS (transcraneal). Para ello, analizamos los efectos de la estimulación eléctrica en el cerebro de la rata, mediante el mapeo de secciones seriadas tras la expresión del gen de actividad temprana c-Fos. Además, analizamos los efectos tisulares relacionados con la reactividad de las células gliales mediante la expresión de marcadores immunocitoquímicos de daño tisular GFAP e Iba-1. Los abordajes experimentales llevados a cabo consistieron en un protocolo de estimulación eléctrica epidural en el que se administró una corriente continua anódica de 0.1 mA durante 10 min, en días alternos y en el animal despierto, a través de un electrodo de bola de plata que estaba en contacto con la superficie cortical. Por otro lado, la estimulación eléctrica transcraneal con CA y tTIS, consistió en una sesión de estimulación eléctrica a frecuencias de 2000 y 2000 Hz (corriente alterna), o 2000 y 2010 Hz (corriente de campos interferenciales), durante 30 min y 0.12 mA en el animal anestesiado. Se utilizaron dos electrodos de alambre de plata que se insertaron dentro de dos tubos de poliamida rellenos de suero salino y pegados a la superficie del cráneo. Los electrodos craneales se emparejaron con dos electrodos autoadheribles colocados en la base del cuello de la rata. Para evaluar los cambios en la inmunorreactividad inducidos por la corriente, las neuronas c-Fos inmunorreactivas se analizaron mediante densitometría y morfometría tras la segmentación por umbral de densidad (ImageJ) de secciones seriadas completas del cerebro. Posteriormente, los datos fueron representados gráficamente mediante dos métodos de mapeo que consistieron en mapas de ICA y de MATLAB. Los resultados de este trabajo mostraron que la estimulación eléctrica con CC induce una activación neuronal efectiva y localizada en el cerebro, y que la estimulación eléctrica transcraneal con corriente alterna induce un aumento homogéneo de la activación neuronal (c-Fos) de manera bilateral y simétrica. La estimulación transcraneal con campos de interferencia temporal induce una disminución global de la activación neuronal, que es direccional (vectorial) y afecta de forma restringida a estructuras cerebrales profundas. Además, induce un efecto vascular que podría indicar una activación vasomotora y/o trófica, y que deberá analizarse en el futuro.