Así funciona (o no) la neuroestimulación eléctrica

En la novela, el doctor Frankenstein reanima a su monstruo usando la electricidad de un rayo. En otra película, a un Jack Nicholson internado en un psiquiátrico le aplican fuertes corrientes en las sienes para convertirlo en un ciudadano obediente. A pesar de estas terroríficas referencias culturales, hoy en día hay gente que se está aplicando corrientes eléctricas en el cráneo con el fin de volverse más inteligentes. ¿Están tan locos como en la ficción?

Hay que tener en cuenta que el cerebro es, básicamente, una máquina que funciona con electricidad. Las señales se transmiten entre las neuronas gracias al intercambio de iones de sodio y potasio, de una forma similar a lo que ocurre en una batería. Estas corrientes eléctricas son minúsculas, pero pueden medirse por medio de los famosos electroencefalogramas, y también se puede influir sobre ellas con intervenciones como el electroshock, que muy alejado del mito de las películas, aún se usa como terapia.

Lo que se está poniendo de moda se llama estimulación transcraneal por corriente continua (tDCS). Para poder aplicar electricidad a las neuronas con algo más de precisión habría que hacer un taladro en el cráneo, pero en este caso no es necesario. En su lugar se aplican unos electrodos sobre el cuero cabelludo, y se envían corrientes muy pequeñas (de unos pocos miliamperios) que en realidad no pueden hacer que las neuronas disparen señales, pero que podrían reforzarlas, es decir, mejorar los procesos que en ese momento tengan lugar en el cerebro.

Uno de los dispositivos comerciales que hace esto se llama Halo, que a primera vista parecen unos auriculares a los que han instalado un peine de púas silicona en la diadema. Estas protuberancias son los electrodos, y envían las corrientes con la ayuda de un poco de gel conductor, o el propio sudor del cuerpo. Halo promete mejorar el rendimiento en el deporte. Las corrientes estimulan la neuroplasticidad, con lo que sería más fácil aprender movimientos y coordinarlas. También prometen aumentar la fuerza, que depende en buena medida de que a los músculos les lleguen las señales adecuadas de los nervios.

Algunos estudios han podido registrar mejoras modestas tanto en la práctica de deportes como en la capacidad de aprendizaje, y esto son los que se usan para vender los dispositivos. Cuando en un estudio se aplicaron los electrodos al cortex motor se consiguió mejorar la resistencia de unos corredores, aunque no su fuerza y rendimiento. 

También se han obtenido buenos resultados aplicando corrientes para aprender a tocar el piano más rápidamente, para mejorar ligeramente el rendimiento en diferentes ejercicios e, irónicamente, para mejorar la destreza de los neurocirujanos a la hora de meter el bisturí en el cerebro.

Como ocurre en otras intervenciones que tienen que ver con la salud, hay que eliminar la posibilidad del efecto placebo: que los sujetos estudiados mejoren solo por creer en el tratamiento. En un experimento se compararon los resultados obtenidos con pacientes de depresión a quienes se les aplicaba la estimulación eléctrica, con otros a quienes se les ponían los electrodos, pero sin corriente. Los resultados, aunque heterogéneos, mostraban que la estimulación eléctrica sí superaba al placebo para mejorar el estado de los pacientes.

Por otro lado, la neuroestimulación eléctrica se ha probado en diferentes experimentos para mejorar las capacidades cognitivas, y estos on precisamente los resultados que animan a los manitas a fabricarse sus propias máquinas. En una revisión de varios estudios se comprobó que la memoria de trabajo, la que usamos para retener cosas durante un corto plazo de tiempo, mejoraba tanto en pacientes con discapacidades como en personas sanas, si bien levemente. Asimismo mejoró la memoria, habilidad en el lenguaje y coordinación en personas mayores.

En otro experimento se ha podido comprobar que en ciertos casos mejoraba la memoria episódica (los recuerdos de los acontecimientos que nos hayan ocurrido. De forma más prometedora, se ha usado para tratar la depresión, con algunos resultados positivos. Se ha usado también contra el dolor, pero esta vez con resultados poco concluyentes. En otro experimento, una paciente que sufría de ataques y convulsiones debidas a un área hiperactiva de su lóbulo frontal fue tratada con éxito usando esta técnica.

Si no tenemos ganas de desembolsar los 300 dólares que cuesta Halo, hay otras opciones. El principio de funcionamiento no puede ser más simple: hay que aplicar una corriente continua de un par de miliamperios a través de unos electrodos. Cualquiera que haya hecho un cursillo de electrónica básica puede construir una fuente de corriente constante con una pila de 9 voltios y menos de 20 euros en componentes.

Puede verse un ejemplo de estas instrucciones aquí, que incluyen esquemas y recomendaciones para comprar o fabricar los electrodos, incluso usando cucharas. Con cierta sorna, el autor del tutorial advierte que “no se hace es responsable de las quemaduras, daños neurológicos permanentes u otras lesiones personales que puedan causar locura, convulsiones, desmembramiento, inmolación o muerte que pudieran resultar de la construcción y el uso del dispositivo”.

A pesar del negro sentido del humor, los efectos secundarios registrados son, igual que los efectos, bastante leves. Solo se han dado unos pocos casos de sensaciones de quemazón, ligeras molestias, picores, dolores de cabeza o insomnio. Es mucho más común que alguno de los manitas que se construye su propio aparato se cause quemaduras menores en el cuero cabelludo por no colocarse correctamente los electrodos, pero sin mayores consecuencias, ya que las corrientes empleadas son mínimas.

¿Es entonces una buena idea correr a comprar uno de los dispositivos comerciales que se pueden adquirir por internet, o armados de paciencia y soldador, montarse uno en casa por una décima parte del precio?

El principal problema de la estimulación transcraneal es que aún es una técnica de brocha gorda. Aunque hay guías de dónde aplicar los electrodos para obtener diferentes resultados y mejoras cognitivas, siempre puede haber diferencias. Se conoce aproximadamente dónde están las áreas del cerebro implicadas en la memoria, coordinación, aprendizaje o dolor, pero éstas pueden variar de una persona a otra, y con un error de unos centímetros, podemos estimular la que no toca. Nada parece indicar que los dispositivos comerciales hayan solucionado este problema de otro modo que no sea multiplicar el número de electrodos.

En definitiva, los estudios indican que estimular las neuronas a través del cráneo con pequeñas corrientes sí que puede ayudar a mejorar nuestras capacidades. Sin embargo los resultados son poco significativos, queda mucho por descubrir, y la aplicación de las corrientes parece que necesita cierta precisión. En el peor de los casos, simplemente producirán un dolor de cabeza o no tendrán ningún efecto. El autor de este artículo está dispuesto a probarlo, pero si es posible con algo más cómodo que los electrodos hechos con cucharas. 

¿En qué se basa todo esto?

Transcranial Direct Current Stimulation of motor cortex enhances running performance.
Estos resultados indican que la aplicación de tDCS no induce un cambio en el índice relacionado con el rendimiento del ejercicio; sin embargo, puede afectar el aumento de la duración del ejercicio debido a los estímulos en el área M1.

Bihemispheric transcranial direct current stimulation enhances effector-independent representations of motor synergy and sequence learning.
Por lo tanto, el tDCS bihemisférico puede ser un complemento prometedor para los regímenes de entrenamiento neurorrehabilitante, en el que la transferencia amplia a las tareas diarias es altamente deseable.

The Ergogenic Effects of Transcranial Direct Current Stimulation on Exercise Performance
Dados los mecanismos inciertos y la inconsistencia de los resultados de tDCS antes del ejercicio, el uso de tDCS antes o durante el ejercicio debe tratarse con cierta precaución. Las investigaciones futuras deberían tratar de identificar los mecanismos que sustentan el efecto ergogénico aparente de tDCS, y también debe prestarse atención a los efectos del uso a largo plazo.

Effects of Transcranial Direct-Current Stimulation on Neurosurgical Skill Acquisition: A Randomized Controlled Trial
La adición de tDCS al entrenamiento neuroquirúrgico puede mejorar la adquisición de habilidades en un entorno basado en simulación.

Transcranial direct current stimulation for major depression: an updated systematic review and meta-analysis
En resumen, el tDCS activo fue estadísticamente superior al tDCS simulado para el tratamiento de la depresión aguda, aunque su papel como intervención clínica aún no está claro debido a los hallazgos mixtos y la heterogeneidad de los estudios revisados.

Effects of Anodal Transcranial Direct Current Stimulation on Working Memory: A Systematic Review and Meta-Analysis of Findings From Healthy and Neuropsychiatric Populations
A-tDCS mejoró los tiempos de reacción de la memoria de trabajo fuera de línea en poblaciones sanas, con una tendencia hacia la mejora de la precisión, mientras que se mejoró la precisión de la memoria de trabajo en línea en las poblaciones neuropsiquiátricas. No se obtuvieron otros resultados significativos.

Does transcranial direct current stimulation enhance cognitive and motor functions in the ageing brain? A systematic review and meta- analysis
El tDCS anódico mejoró las funciones cognitivas y motoras en los adultos mayores. El tDCS mejoró las funciones cognitivas en las tareas de producción de memoria y lenguaje.

tDCS-induced episodic memory enhancement and its association with functional network coupling in older adults.
La conectividad funcional hipocampo-temporoparietal se relacionó positivamente con el rendimiento de la memoria inicial y se asoció positivamente con la magnitud de la mejora individual inducida por tDCS.

Treatment of depression with transcranial direct current stimulation (tDCS): A Review
Además de la estimulación magnética transcraneal repetitiva, la estimulación tónica con corrientes directas débiles (tDCS) modula la excitabilidad cortical durante horas después del final de la estimulación, por lo tanto, es una opción terapéutica no invasiva prometedora.

Non-invasive brain stimulation techniques for chronic pain. A report of a Cochrane systematic review and meta-analysis.
El análisis de los estudios de tDCS (cinco estudios, 83 personas) demostró heterogeneidad significativa y no encontró una diferencia significativa entre la estimulación activa y simulada. El análisis de subgrupos preespecificado de tDCS aplicado a la corteza motora sugiere una superioridad de la estimulación activa sobre el simulacro

Psychogenic non-epileptic seizures treated with guided transcranial direct current stimulation: A case report.
La exploración PET y el tDCS parecen ser herramientas prometedoras para la evaluación y el tratamiento de las crisis psicógenas no epilépticas en la práctica clínica, y pueden tener un papel específico en los síntomas disociativos.

Safety aspects of transcranial direct current stimulation concerning healthy subjects and patients.
Durante el tDCS, el efecto adverso más común reportado fue una sensación de hormigueo leve (70.6%), el 35.3% de los sujetos sintió fatiga moderada, mientras que en el 30.4% de los casos se produjo una ligera sensación de picazón bajo los electrodos de estimulación. Después de la cefalea por TDCS (11.8%), se notificaron náuseas (2.9%) e insomnio (0.98%), pero con poca frecuencia.