Un nou estudi mostra els mecanismes mitjançant els quals l'estimulació no invasiva del nervi vague en ratolins millora la seva memòria. Concretament, mostra que l’electroestimualció canvia la manera en que diferents àrees cerebrals interactuen entre elles. Aquest projecte és fruit d'una col·laboració entre grups de recerca del Departament de Medicina i Ciències de la Vida (MELIS) i el Departament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions (DTIC) de la UPF. Ha estat coordinat per Andrés Ozaita, investigador principal en el Laboratori de Neurofarmacologia-NeuroPhar, i publicat en la revista Frontiers in Cellular Neuroscience.

Les tècniques d'estimulació elèctrica del cervell es basen en la plasticitat de sistema nerviós i tenen un ampli ventall de potencials aplicacions terapèutiques. Específicament l'estimulació del nervi vague està aprovada com una teràpia per al tractament de l'epilèpsia o la depressió que no responen a fàrmacs, ja que les ramificacions d'aquest nervi porten informació a àrees del cervell desregulades en totes dues malalties. Algunes d'aquestes regions com l'amígdala, l'escorça prefrontal i l'hipocamp, també són rellevants per a l'atenció i memòria.

Per aquest motiu, s'ha vist que la tècnica també produeix una millora cognitiva i el seu ús s'està investigant per a altres aplicacions. Al principi l'estimulació es feia de manera invasiva, implantant el dispositiu que aplica impulsos elèctrics mitjançant una operació quirúrgica. Posteriorment es van desenvolupar aproximacions no invasives, que estimulen la superfície de la pell de zones per les quals passen les branques del nervi.

En un estudi previ els investigadors van demostrar per primera vegada que l'electroestimulació en l'orella de rosegadors model de discapacitat intel·lectual produeix una millora cognitiva. Ho van fer mitjançant un dispositiu que s'aplica en una zona accessible de l'orella del ratolí, a la qual arriben ramificacions del nervi vague. “La tecnologia per a estimular elèctricament les ramificacions del nervi vague en l'orella és senzilla, pràctica i segura” explica  Antoni Ivorra, líder del grup de recerca en Electrònica Biomèdica (BERG) i professor del DTIC.

En aquest nou treball han buscat els efectes mesurables d'aquest tipus de tècniques d'electroestimulació a nivell cerebral. “Observem que d'una banda l'electroestimulació en condicions que milloren la memòria no canvia de manera significativa l'activitat cerebral, almenys en les trenta àrees analitzades. No obstant això, sí que es produeix un canvi rellevant en com les diferents àrees cerebrals interactuen entre elles a nivell funcional”, explica Andrés Ozaita. “Hem vist que àrees cerebrals que estan més involucrades a processar informació perifèrica, després de l'electroestimulació estan més ben connectades amb àrees més frontals que estan involucrades en la consolidació de la memòria”, afegeix.

L'electroestimulació en condicions que milloren la memòria no canvia de manera significativa l'activitat cerebral, almenys en les trenta àrees analitzades. No obstant això, sí que es produeix un canvi rellevant en com les diferents àrees cerebrals interactuen entre elles a nivell funcional.

D'altra banda Cecilia Brambilla-Pisoni, primera autora de l'estudi, explica: “també hem estudiat una sèrie de xarxes funcionals anomenades Default Mode Network (xarxes per defecte), que estan predominantment connectades quan el cervell no està actiu, no fa tasques que requereixin atenció. Ens centrem en aquesta xarxa perquè aquestes àrees són com una signatura de l'activitat cerebral que permet comparar diferents cervells”.

“Els nostres resultats aporten nou coneixement sobre l'impacte de l'estimulació transcutània en la connectivitat del cervell, i contribueixen a determinar el potencial ús d'aquestes tècniques no invasives de neuromodulació electrocèutica en la medicina. En estudis futurs volem entendre quines altres aplicacions pot tenir l'electroestimulació no invasiva del nervi vague, i ens interessen els seus potencials efectes antiinflamatoris, atès que podria ser rellevant en diverses patologies cerebrals”, conclou Andrés Ozaita.

Article de referència:

Brambina-Pisolli et al. Auricular transcutaneous vagus nerve stimulation acutely modulates brain connectivity in mice. Front. Cell. Neurosci., April 2022. DOI: 10.3389/fncel.2022.856855.