Una técnica pionera desarrollada en España permite medir (y evitar) los daños de un ictus

Cada año, más de 110.000 personas sufren un ictus en España. Un 15% de ellas fallece y otro 30% sobrevive con secuelas graves. En cambio, más de la mitad se recupera. En muchos casos, la diferencia entre un desenlace y otro está en la reacción inicial: cuando un paciente llega en las primeras horas con el diagnóstico adecuado y se monitorizan los daños que está sufriendo, los médicos aún pueden actuar. La clave es que los neurólogos entiendan lo que está pasando en su cerebro. ¿Cómo lo hacen?

En realidad, en ese momento crítico, saben mucho menos de lo que les gustaría, pero una investigación española puede suponer un avance importante para comprenderlo y actuar. La revista Nature Communications ha publicado recientemente un artículo de investigadores del Instituto Cajal (CSIC) de Madrid y otros colegas europeos en el que presentan una nueva y compleja técnica “biomatemática” que ayuda a comprender cuál es el verdadero daño que sufren las distintas capas cerebrales cuando se produce un ictus.

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En las horas posteriores al accidente cerebrovascular, que puede estar provocado por un coágulo o por una hemorragia, unas ondas electroquímicas que parten de la zona dañada recorren la corteza cerebral matando neuronas. Los médicos colocan electrodos para estimar el alcance de las lesiones. En teoría, la actividad eléctrica que registran delataría qué partes del tejido cerebral aún están sanas. Sin embargo, esta investigación revela ahora que, en realidad, esa señal puede proceder de capas más profundas del cerebro mientras la parte más superficial ya sufre daños irreversibles. Por eso, el estudio evidencia la necesidad de cambiar los criterios, reajustar los tratamientos y tratar de acortar al máximo los tiempos de actuación.

En un trabajo publicado en 2022, estos mismos investigadores ya comprobaron que, cuando un ictus interrumpe la circulación sanguínea, la muerte neuronal no se produce por toxicidad química, como se pensaba hasta entonces. “Esa teoría era un clásico, pero nunca estuvo totalmente demostrada”, afirma Óscar Herreras, científico del Instituto Cajal, en declaraciones a El Confidencial. En cambio, también se conocía desde hace tiempo que en estos episodios aparecen una serie de ondas eléctricas y los autores de este trabajo demostraron que son las realmente determinantes. “Aparecen en la zona que ha sufrido la pérdida de riego y se van propagando de forma concéntrica hacia el exterior”, comenta.

Estas ondas eléctricas no son tan excepcionales, porque incluso se registran durante las migrañas. La diferencia es que, en ese caso, pasa una sola onda y no mata las células, así que “las neuronas pueden reponerse”. En cambio, en el ictus, una zona del cerebro se queda sin riego sanguíneo, de manera que el tejido no tiene suficiente energía para recuperarse y el paso de varias ondas diferentes va provocando la muerte neuronal. Así, va creciendo el tamaño del tejido muerto y cuando un paciente llega al hospital, dependiendo del tiempo que haya pasado, tiene más o menos daños irreversibles. Cuando ya no es recuperable, los médicos no pueden hacer nada. “El tiempo máximo para actuar y tratar de salvar tejidos son unas horas, como máximo un día”, apunta el experto.

En los hospitales de referencia para tratar estos casos, a los que se derivan los pacientes que acaban de sufrir un ictus, los neurólogos tratan de averiguar el alcance de la lesión registrando la actividad eléctrica de la zona cortical donde se supone que está el daño. En teoría, basta con colocar los electrodos para ver si todavía están a tiempo de actuar. Sin embargo, los investigadores del Instituto Cajal han descubierto que este criterio puede ser demasiado tardío.

“Cuando ves actividad en alguno de estos electrodos, seguramente ya hayan muerto las neuronas de las capas superiores de la corteza”, comenta Herreras, “el problema es que las capas inferiores aún mantienen su actividad eléctrica y se transmite a través del tejido que está muriendo hasta la zona del registro en la superficie del cráneo”. Así, la zona dañada puede ser mucho más amplia de lo que parece. “La cantidad de tejido que toman como criterio para evaluar la situación estaría retrasada en varias horas, con lo cual, deberían buscar otra referencia o alguna manera de actuar antes o más rápido”, señala el investigador.

La técnica biomatemática, que fue optimizada en modelos animales en Madrid, analiza los potenciales eléctricos cerebrales. “El cerebro es un tejido que conduce bien la electricidad”, apunta el experto del Instituto Cajal, así que las señales de cada grupo de neuronas “tienden a propagarse y a mezclarse”, de manera que llegan al cráneo y no se sabe con certeza de dónde proceden. La novedad del nuevo método es que, mediante registros eléctricos múltiples, “permite separar la actividad de cada población neuronal”. Así, los expertos pueden ver si los tejidos de la corteza ya están dañados incluso cuando las neuronas más profundas aún están activas.

La técnica empleada, que se denomina separación ciega de fuentes (BSS por sus siglas en inglés), está basada en algoritmos que permiten procesar señales mezcladas. Por primera vez, está optimizada para el análisis de registros dentro del cerebro, algo que ha sido posible en humanos, por comparación, gracias al trabajo previo desarrollado en los últimos años en los modelos animales, en los que se pudo registrar con mayor precisión la actividad eléctrica cerebral o electroencefalograma (EEG).

Opciones terapéuticas

Para los neurólogos, la clave está en lo que sucede en la corteza cerebral, ya que acumula las funciones cognitivas superiores y, por lo tanto, la que puede provocar las peores secuelas en los pacientes tras un ictus, desde la pérdida del habla a la pérdida de la movilidad de ciertas partes del cuerpo o incluso la muerte. Pero ¿qué pueden hacer si reciben al paciente en ese momento crítico, cuando las ondas electroquímicas aún no han provocado la muerte neuronal?

En un primer momento, están los fármacos trombolíticos, capaces de deshacer los trombos y permitir de nuevo el flujo sanguíneo. La siguiente fase pasaría por evitar que se propaguen las ondas eléctricas que acaban con las neuronas, un reto mucho más complicado. “Hay varias opciones a nivel experimental, pero en clínica aún no se han validado”, comenta Herreras. Una opción sería enfriar la corteza cerebral. Otra posibilidad, más complicada técnicamente, sería generar un fuerte campo eléctrico alternativo. Bloquear ciertos neurotransmisores también podría ayudar.

En cualquier caso, todo pasa por distinguir mejor la actividad cerebral, de manera que los neurólogos puedan asegurarse de qué tejidos se pueden salvar. Para conseguirlo, el primer paso es este artículo de Nature Communications, pero es necesario pasar de la técnica de laboratorio a otro tipo de aplicación más práctica que se pueda usar en la práctica clínica hospitalaria. “Ellos capturan los potenciales eléctricos de una manera muy parecida a la nuestra, así que pensamos que podrían discriminar el tipo de ondas que aparecen para saber cuáles son las neuronas que han muerto”, apunta el científico del CSIC.

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La cuestión es desarrollar “un programa de análisis muy rápido para tomar decisiones inmediatas”, un sistema automático al servicio de los médicos que, en esos instantes “están trabajando a vida o muerte”. Herreras cree que la inteligencia artificial va a ser la mejor herramienta para hacerlo, ya que puede reconocer patrones temporales y puede ser entrenada para reconocer distintos tipos de actividad eléctrica neuronal. Por el momento, el problema es que “no tenemos claro que vaya a ser idéntica en todos los pacientes”, reconoce. Si es muy parecida, “una IA aprendería rápido, se podría automatizar y darle al médico una respuesta inmediata”. En cambio, si varía mucho entre distintos pacientes, el margen de error crecería.

Los científicos del Instituto Cajal ya están trabajando en esta línea. De hecho, en el marco de otro proyecto, en colaboración con el Hospital Ruber Internacional, analizan diferentes tipos de señales captadas por electrodos en pacientes de epilepsia para tratar de encontrar algoritmos que permitan realizar una caracterización rápida de la actividad cerebral, así como la localización precisa de las neuronas que las producen. “Todavía es un poco prematuro, pero estoy seguro de que esto lo podremos trasladar a los pacientes de ictus”, pronostica Herreras.