Métodos quirúrgicos para el estudio de las conexiones del SNC
Este grupo de métodos tiene un carácter estrictamente experimental. La esencia principal de la intervención quirúrgica radica en el aislamiento de determinadas estructuras nerviosas. Esto se logra mediante la interrupción física de los flujos de impulsos nerviosos, tanto aferentes (de entrada) como eferentes (de salida).
El significado general de estas operaciones consiste en que el aislamiento quirúrgico permite interrumpir las conexiones del encéfalo con la médula espinal y los órganos periféricos. Como resultado, los investigadores pueden analizar el funcionamiento totalmente autónomo de las estructuras nerviosas aisladas.
Principales tipos de intervenciones quirúrgicas en la corteza cerebral:
- Operación de «incisión» («undercutting»): se emplea para estudiar la actividad de las neuronas en una pequeña área de la corteza en condiciones donde se han alterado sus conexiones directas con estructuras nerviosas infrayacentes.
- Operación de «resección» («isolation»): permite investigar el funcionamiento de las neuronas de un área determinada de la corteza que se encuentra completamente aislada de las áreas corticales vecinas.
Irritación eléctrica (estimulación)
La estimulación eléctrica es un método de impacto estrictamente localizado sobre estructuras cerebrales seleccionadas. Este impacto se lleva a cabo mediante electrodos especiales implantados o superficiales.
Los electrodos deben cumplir una serie de estrictos requisitos físicos y técnicos:
- Tamaño: el área de contacto debe ser lo suficientemente grande. Esto es críticamente importante para evitar lesiones térmicas (quemaduras) en el tejido nervioso, así como para abarcar con el campo eléctrico el volumen de tejido necesario para obtener un efecto fisiológico manifiesto.
- Materiales: para su fabricación se utilizan metales químicamente inertes y conductores: nicromo, tungsteno u oro.
- Aislamiento: el vástago (cuerpo) del electrodo se recubre obligatoriamente con un barniz especial. Solo la punta activa permanece sin aislar, cuya área es de aproximadamente 0,1 milímetros cuadrados.
Parámetros de estimulación: en la variante clásica se emplean impulsos de forma estrictamente rectangular, con una duración de cada impulso de aproximadamente 1 milisegundo.
Una ventaja importante del método es el cómodo control de la localización. Los mismos electrodos utilizados para suministrar corriente pueden emplearse para el registro inverso de las señales eléctricas del cerebro. Esto permite confirmar con precisión, a través de la actividad fisiológica característica, que la punta del electrodo ha alcanzado la estructura cerebral deseada.
Estimulación magnética cerebral
A diferencia de la cirugía y la electroestimulación con electrodos implantados, la estimulación magnética es un método totalmente no invasivo. Su tarea principal es la evaluación del estado funcional de las vías motoras centrales.
La base teórica del método se fundamenta en las propiedades físicas del campo: un campo magnético potente es capaz de penetrar sin obstáculos a través de los huesos densos del cráneo. Al alcanzar el tejido cerebral, excita selectivamente las neuronas de la corteza motora, principalmente interneuronas y grandes células piramidales.
En la práctica clínica, la estimulación magnética se emplea para evaluar con precisión el estado de la vía piramidal en las siguientes patologías:
- Infarto isquémico.
- Enfermedades degenerativas del sistema nervioso.
- Lesiones traumáticas de la médula espinal.
Irritación química
La irritación química es un método de administración dirigida de sustancias activas para la estimulación local de zonas cerebrales estrictamente definidas.
La localización de la administración de fármacos puede variar según los objetivos:
- Directamente dentro del sistema ventricular del cerebro.
- Directamente en el espesor del tejido cerebral (parénquima).
Técnica de realización: para la administración de sustancias se utilizan cánulas especiales. Se implantan con antelación y se fijan firmemente a los huesos del cráneo, lo que permite realizar impactos químicos múltiples y precisos en los centros nerviosos seleccionados.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué sustancias químicas (mediadores) se emplean exactamente para la estimulación química de las neuronas?
En las fuentes citadas, la acetilcolina y la noradrenalina se indican como sustancias administradas por microionoforesis a la neurona.
Su acción:
- acetilcolina: al ser administrada por microionoforesis a la neurona, provoca la supresión de la descarga al presionar el pedal (fase I) y una disminución de la actividad de impulsos durante el proceso de refuerzo (fases II-III);
- noradrenalina: al ser administrada por microionoforesis, provoca una disminución general de la actividad de fondo de la neurona en todas las etapas de la conducta de búsqueda de alimento, antes y después de la presión, y durante la ingesta de alimentos.
Durante la microionoforesis, las sustancias se dosifican y suministran a través de un electrodo de vidrio multicanal en la zona de ubicación de la neurona o en el interior de la estructura estudiada, registrando simultáneamente la actividad de impulsos de una neurona individual.
¿En qué consiste el método de microionoforesis para el estudio del SNC?
El método de microionoforesis consiste en el registro simultáneo de la actividad de impulsos de una neurona individual y la administración dosificada de diversas sustancias biológicamente activas a dicha neurona.
Técnicamente, el método se realiza mediante un electrodo de vidrio multicanal: las sustancias se suministran desde los distintos vástagos del electrodo hacia la zona de ubicación de la neurona o hacia el interior de la estructura estudiada. En la fuente, la microionoforesis se califica como una de las técnicas neurofisiológicas más finas y eficaces para estudiar las características de las células del SNC.
QEMC: cuatro métodos de impacto: Cirugía (cortamos), Electricidad (aplicamos corriente), Imán (excitamos con campo), Química (aplicamos sustancias).
Preguntas de clases y exámenes
¿Cuál es la diferencia entre las operaciones de «incisión» y «resección» de la corteza?
En la «incisión» se alteran las conexiones de un área de la corteza con las estructuras cerebrales infrayacentes. En la «resección», un área de la corteza se aisla exclusivamente de las zonas vecinas que la rodean.
¿Por qué la punta del electrodo de estimulación no debe ser demasiado pequeña?
Si el área del electrodo es demasiado pequeña, la alta densidad de corriente provocará una lesión térmica (quemadura) en el tejido. Además, se requiere un mayor tamaño para abarcar un volumen suficiente de neuronas.
¿En qué enfermedades está indicada la estimulación magnética?
El método se emplea para evaluar la vía piramidal en el infarto isquémico, los traumatismos de la médula espinal y las enfermedades degenerativas del sistema nervioso central.
Qué más repasar sobre el tema
- Características del funcionamiento de las neuronas en la corteza aislada
- Parámetros de los impulsos rectangulares en la electroestimulación
- Técnica de implantación de cánulas en los huesos del cráneo
- Mecanismo de activación de interneuronas y células piramidales mediante campo magnético
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