Emery Brown. Fuente: Bryce Vickmark/ MIT
Tras sufrir una lesión cerebral traumática, a menudo se induce a los pacientes a un estado de coma para dar tiempo al cerebro a recuperarse y permitir que la inflamación remita. Este tipo de coma, provocado con fármacos anestésicos, puede durar días. La vigilancia se convierte en un factor determinante durante ese tiempo, para comprobar que se mantienen en el nivel adecuado de sedación.
Se trata de un proceso "totalmente ineficaz”, en palabras de Emery Brown, profesor del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y anestesista en el Hospital General de Massachusetts (MGH), en Estados Unidos. Aunque implica que “alguien tiene que estar constantemente comprobando el estado del paciente, para mantener su cerebro en un estado fijo”. Así las cosas, se plantea porqué no crear un controlador que realice esa tarea de forma automática.
Según explica el MIT en un comunicado, Brown y su equipo del MGH han desarrollado un sistema computarizado capaz de rastrear la actividad cerebral del paciente y ajustar automáticamente la dosis de fármacos para mantenerlo en el estado correcto. De momento han probado el sistema con éxito en ratas, lo que sugiere que la estrategia se podría aplicar en la atención al paciente.
Es más, los investigadores creen que el sistema podría extenderse fácilmente para el control de otros estados del cerebro, incluyendo la anestesia general o el estudio de pacientes con ataques epilépticos severos. El estudio, coordinado por la profesora Maryam Shanechi, se ha publicado en la revista especializada PLoS Computational Biology.
Se trata de un proceso "totalmente ineficaz”, en palabras de Emery Brown, profesor del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y anestesista en el Hospital General de Massachusetts (MGH), en Estados Unidos. Aunque implica que “alguien tiene que estar constantemente comprobando el estado del paciente, para mantener su cerebro en un estado fijo”. Así las cosas, se plantea porqué no crear un controlador que realice esa tarea de forma automática.
Según explica el MIT en un comunicado, Brown y su equipo del MGH han desarrollado un sistema computarizado capaz de rastrear la actividad cerebral del paciente y ajustar automáticamente la dosis de fármacos para mantenerlo en el estado correcto. De momento han probado el sistema con éxito en ratas, lo que sugiere que la estrategia se podría aplicar en la atención al paciente.
Es más, los investigadores creen que el sistema podría extenderse fácilmente para el control de otros estados del cerebro, incluyendo la anestesia general o el estudio de pacientes con ataques epilépticos severos. El estudio, coordinado por la profesora Maryam Shanechi, se ha publicado en la revista especializada PLoS Computational Biology.
Seguimiento del cerebro
El estado de coma inducido se consigue mediante el control de forma continuada de la actividad cerebral del paciente con un electroencefalograma (EEG), estudio que mide las ondas eléctricas que se producen. Estas varían según la actividad, ya sea dormido, despierto, sedado o anestesiado, presentando un patrón distintivo en cada estado.
Cuando los pacientes están en coma inducido, el cerebro se mantiene en silencio durante varios segundos, alternando con explosiones cortas de actividad. Este patrón, conocido como supresión de explosión, permite al organismo conservar la energía vital en momentos de trauma.
Para mantener en un nivel específico este estado, se debe vigilar manualmente el suministro de anestésico. Sin embargo, no existen unas directrices establecidas para definir el nivel de supresión de explosión que se debe lograr para garantizar el coma médico. Una práctica común es que el equipo de la unidad de cuidados intensivos acuerde un nivel objetivo de supresión de explosión, supervise continuamente el EEG y ajuste manualmente la velocidad de goteo del anestésico para mantener el nivel deseado.
El problema aparece cuando el coma se prolonga, ya que en la mayoría de los casos requiere procesos de 24 horas o incluso más largos. Los investigadores plantean en su estudio que no es “realista” esperar que el personal facultativo pueda mantener un control fiable y preciso del estado del cerebro de un paciente durante un período tan largo, modificando manualmente la velocidad de goteo del anestésico en respuesta a los cambios en el EEG observados en el monitor de cabecera.
Su propuesta, por el contrario, radica en definir numéricamente un nivel objetivo de supresión de explosión e implementar un sistema computarizado que supervise el nivel real y lo ajuste según sea necesario en cada momento para mantenerse estable.
Para ello, Brown y su equipo ha desarrollado una interfaz máquina-cerebro, una vía de comunicación directa entre el cerebro y un dispositivo externo que normalmente asiste a las funciones cognitivas, sensoriales o motoras. En este caso, el dispositivo –compuesto por un sistema de EEG, el dispensador de medicamentos, un ordenador y un algoritmo de control- pauta automáticamente el propofol para mantener la supresión de explosión del cerebro en un nivel adecuado.
Se trata de un bucle de retroalimentación que ajusta la dosis del fármaco en tiempo real basándose en los niveles detectados en el EEG. En el ensayo con roedores, el algoritmo de control interpreta el EEG del animal, calcula la cantidad de sedante en el cerebro, y ajusta la cantidad de propofol que necesita segundo a segundo.
El estado de coma inducido se consigue mediante el control de forma continuada de la actividad cerebral del paciente con un electroencefalograma (EEG), estudio que mide las ondas eléctricas que se producen. Estas varían según la actividad, ya sea dormido, despierto, sedado o anestesiado, presentando un patrón distintivo en cada estado.
Cuando los pacientes están en coma inducido, el cerebro se mantiene en silencio durante varios segundos, alternando con explosiones cortas de actividad. Este patrón, conocido como supresión de explosión, permite al organismo conservar la energía vital en momentos de trauma.
Para mantener en un nivel específico este estado, se debe vigilar manualmente el suministro de anestésico. Sin embargo, no existen unas directrices establecidas para definir el nivel de supresión de explosión que se debe lograr para garantizar el coma médico. Una práctica común es que el equipo de la unidad de cuidados intensivos acuerde un nivel objetivo de supresión de explosión, supervise continuamente el EEG y ajuste manualmente la velocidad de goteo del anestésico para mantener el nivel deseado.
El problema aparece cuando el coma se prolonga, ya que en la mayoría de los casos requiere procesos de 24 horas o incluso más largos. Los investigadores plantean en su estudio que no es “realista” esperar que el personal facultativo pueda mantener un control fiable y preciso del estado del cerebro de un paciente durante un período tan largo, modificando manualmente la velocidad de goteo del anestésico en respuesta a los cambios en el EEG observados en el monitor de cabecera.
Su propuesta, por el contrario, radica en definir numéricamente un nivel objetivo de supresión de explosión e implementar un sistema computarizado que supervise el nivel real y lo ajuste según sea necesario en cada momento para mantenerse estable.
Para ello, Brown y su equipo ha desarrollado una interfaz máquina-cerebro, una vía de comunicación directa entre el cerebro y un dispositivo externo que normalmente asiste a las funciones cognitivas, sensoriales o motoras. En este caso, el dispositivo –compuesto por un sistema de EEG, el dispensador de medicamentos, un ordenador y un algoritmo de control- pauta automáticamente el propofol para mantener la supresión de explosión del cerebro en un nivel adecuado.
Se trata de un bucle de retroalimentación que ajusta la dosis del fármaco en tiempo real basándose en los niveles detectados en el EEG. En el ensayo con roedores, el algoritmo de control interpreta el EEG del animal, calcula la cantidad de sedante en el cerebro, y ajusta la cantidad de propofol que necesita segundo a segundo.
Evitar conjeturas
Con este método, asegura Brown, se puede aumentar la profundidad de un coma de forma casi instantánea, e incluso programar el sistema para suscitar un coma inducido a un paciente periódicamente para someterlo a pruebas neurológicas.
Pero quizás lo más destacable es que se pone fin a muchas conjeturas en la atención al paciente. “A veces en medicina hacemos muchas conjeturas sobre lo que es mejor para el paciente en un momento dado”, explica Sydney Cash, profesora ajena a la investigación. “Este estudio presenta una metodología que evita esas conjeturas, pues será un ordenador el que especifique, con mucho más detalle y de manera eficiente, la cantidad de medicamento que se requiere en cada momento”, señala.
Actualmente no hay dispositivos aprobados por la Administración de Medicamentos y Alimentos (FDA) de EEUU para el control de la anestesia general o el estado de coma inducido. Sin embargo, este organismo aprobó recientemente un dispositivo que controla la sedación sin usar lecturas de EEG.
De momento, los investigadores del MIT y MGH pretenden solicitar permiso a la FDA para probar su tratamiento en humanos, tras conseguir resultados satisfactorios con roedores.
Con este método, asegura Brown, se puede aumentar la profundidad de un coma de forma casi instantánea, e incluso programar el sistema para suscitar un coma inducido a un paciente periódicamente para someterlo a pruebas neurológicas.
Pero quizás lo más destacable es que se pone fin a muchas conjeturas en la atención al paciente. “A veces en medicina hacemos muchas conjeturas sobre lo que es mejor para el paciente en un momento dado”, explica Sydney Cash, profesora ajena a la investigación. “Este estudio presenta una metodología que evita esas conjeturas, pues será un ordenador el que especifique, con mucho más detalle y de manera eficiente, la cantidad de medicamento que se requiere en cada momento”, señala.
Actualmente no hay dispositivos aprobados por la Administración de Medicamentos y Alimentos (FDA) de EEUU para el control de la anestesia general o el estado de coma inducido. Sin embargo, este organismo aprobó recientemente un dispositivo que controla la sedación sin usar lecturas de EEG.
De momento, los investigadores del MIT y MGH pretenden solicitar permiso a la FDA para probar su tratamiento en humanos, tras conseguir resultados satisfactorios con roedores.