La epilepsia, caracterizada por convulsiones crónicas debidas a una actividad cerebral excitatoria descontrolada, afecta aproximadamente a una de cada 26 personas a lo largo de su vida. Por su parte, la epilepsia focal, una subclase de la enfermedad, implica convulsiones que se originan en una región localizada del cerebro antes de extenderse al tejido circundante. Si bien los medicamentos pueden controlar la epilepsia en muchos casos, alrededor del 45% de los pacientes con epilepsia focal son resistentes o se vuelven resistentes con el tiempo a dichos tratamientos.

Para esas personas, la solución suele implicar la extirpación quirúrgica de la parte epiléptica del cerebro. "El problema es cuando se extirpa una gran área del cerebro; a veces esa parte es funcional", señaló el Dr. Theodore Schwartz, profesor de Neurocirugía Mínimamente Invasiva en Weill Cornell Medicine, coautor del estudio realizado desde esta Universidad. 

Extirpar o quemar una región epiléptica del cerebro conlleva posibles riesgos de ceguera, pérdida de nervios, dolor crónico, derrame cerebral y pérdida de memoria, entre muchos otros déficits neurológicos, razón por la cual Schwartz comenzó a investigar una nueva solución, inspirándose en un método quirúrgico de hace más de 50 años. "Teníamos la idea de que si podíamos construir el bisturí adecuado, podríamos revitalizar la técnica de la década de 1970 y tal vez construirla de una manera que pudiera trasladarse a toda la comunidad neuroquirúrgica", indicó, por su parte, Chris Schaffer , profesor de ingeniería biomédica y coautor del estudio, "Eso es lo que nos impulsó a intentar utilizar este bisturí láser de femtosegundo".

Láser de femtosegundo

El laboratorio de Schaffer utiliza pulsos de láser infrarrojo de duración de femtosegundos enfocados a producir cortes dentro de una muestra biológica sin afectar el tejido suprayacente. Un femtosegundo es una billonésima de segundo. Esta técnica es crucial para apuntar a la capa cortical adecuada para detener las convulsiones y al mismo tiempo preservar los vasos sanguíneos en la superficie del cerebro, de acuerdo con lo expuesto en la revista ´Advanced Science´.

El sistema fue optimizado para producir cortes de aproximadamente 55 micrones de espesor que podrían colocarse hasta 1 milímetro en el cerebro, la profundidad necesaria para tratar a sujetos no humanos para el estudio.

El bisturí láser se utilizó para realizar cirugías en ratones con epilepsia, que luego fueron monitoreados durante 3 a 12 meses. Los resultados fueron "increíblemente prometedores", según Seth Lieberman, estudiante de postgrado, participante en la investigación. El procedimiento redujo la frecuencia de las convulsiones en la mayoría de los sujetos en un 87%. De las pocas convulsiones que todavía ocurrieron, se impidió que el 95% de ellas se propagaran al resto del cerebro.

En cuanto a los riesgos de esta técnica, cuando se aplicaron al área del cerebro que controla el movimiento, los cortes con láser no produjeron déficits significativos en el desempeño de las tareas motoras de los sujetos, lo que indica, según los autores, que el procedimiento no afectó notablemente la estructura o función del cerebro.

Una cuestión pendiente es cómo trasladar el enfoque al quirófano, donde el láser tendrá que llegar a cerebros mucho más grandes y complejos, como los de humanos y perros. Los investigadores esperan lograr una mejora del bisturí láser que aumentaría la penetración de la luz a mayores profundidades, atravesaría los pliegues del cerebro sin dañar el tejido circundante y localizaría mejor el foco de la convulsión.

"Se necesitaría un mecanismo de retroalimentación que pudiera observar el cerebro, ver dónde están los vasos sanguíneos superficiales y realizar cortes robóticamente sin dañarlos", concluyó el prof. Schwartz. "No sería fácil de hacer, pero todos esos son problemas de ingeniería técnica que potencialmente pueden superarse".