Una implementación pionera de “gemelos digitales” de cerebro desvela mecanismos que posibilitan la remisión de la psicosis. La psicosis es un trastorno mental que provoca una percepción alterada de la realidad.
Sus síntomas principales incluyen delirios y alucinaciones, y es característica común en diversos trastornos psiquiátricos, neuropsiquiátricos, neurológicos y del neurodesarrollo. Es también un rasgo distintivo de trastornos del espectro de la esquizofrenia y otros trastornos psicóticos.
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Según un informe del Ministerio de Sanidad, basado en datos de registros clínicos de atención primaria, en España un 1,2 % de la población atendida en atención primaria presentaba un diagnóstico activo de psicosis en el año 2017.
Recientemente, un estudio liderado por el Center of Brain and Cognition de la Universidad Pompeu Fabra (UPF) con la participación del Hospital Universitario de Lausana ha revelado mecanismos cerebrales involucrados en la remisión de la psicosis.
El estudio, publicado en Nature Mental Health, abre las puertas al desarrollo de nuevas estrategias para tratar esta enfermedad, con importantes implicaciones clínicas. Se trata de un primer ejemplo de aplicación de “gemelos digitales” de cerebro en este contexto.
Conectividad neuronal y remisión de psicosis
El equipo investigador analizó los escáneres cerebrales de 88 pacientes del Hospital de Lausana en las primeras fases de la psicosis y de 128 personas sanas (grupo de control), realizados mediante resonancia magnética.
Mediante la aplicación de modelos computacionales del cerebro, su estudio ha permitido determinar patrones de conectividad neuronal que facilitan la remisión de la psicosis.
Esta aproximación ha permitido explorar las diferencias entre los patrones de conectividad neuronal de personas cuyos episodios psicóticos remiten, frente a los de aquellas cuyos síntomas persisten en el tiempo.
En ambos casos, los pacientes presentan una menor estabilidad global de las conexiones neuronales que los pacientes sanos. Esta mayor tendencia a sufrir cambios en sus conexiones neuronales podría deberse precisamente a la necesidad del cerebro de adaptarse a una situación de conectividad alterada, como la presente en la psicosis.
No obstante, los investigadores han encontrado al respecto dos situaciones contrapuestas entre pacientes con persistencia de psicosis y pacientes en quienes remitía: mientras que entre pacientes con síntomas persistentes la conectividad neuronal disminuía, entre las personas que se recobraban se observaba un incremento de la conectividad.
Los cambios que experimentaron los pacientes que se recuperaban de la psicosis, conducentes a una mayor conectividad, contribuirían de modo más eficaz a la remisión de la enfermedad. Ello estaría, a su vez, asociado a las diferencias empíricas y clínicas observadas entre ambos grupos.
Primera implementación de gemelos digitales del cerebro
En relación al hallazgo, el investigador principal, Gustavo Deco (UPF), destaca en nota de prensa, que el método desplegado “permite prever la evolución natural de un paciente tras los primeros episodios psicóticos, gracias al ‘refinamiento’ de modelos computacionales de todo el cerebro que permiten analizar su funcionamiento a nivel mecanístico”.
Mientras que modelos computacionales iniciales se limitaban a explicar los mecanismos subyacentes a diferentes estados cerebrales, reproducir los mecanismos cerebrales individualizados de cada paciente permite ir más allá. Actualmente, afirma, “estos modelos de cerebro completo son el mejor y único ejemplo de una implementación genuina de medicina de precisión a partir de gemelos digitales del cerebro” de los pacientes.
A ello añade la investigadora Ludovica Mana (UPF) que: “Este estudio pone de relieve la necesidad de ir más allá de las categorías diagnósticas amplias para comprender mejor la diversidad de experiencias de los pacientes y de reconocer que los métodos computacionales, cuando se combinan cuidadosamente con el conocimiento clínico, pueden ayudarnos realmente a avanzar en nuestra comprensión de los trastornos mentales”.
Resalta Deco que, si bien se continúa investigando, el trabajo ya está muy cercano a la clínica, sobre lo cual destaca que: “Los resultados muestran claramente que se pueden definir biomarcadores para poder predecir la probabilidad de remisión o no de primeros síntomas psicóticos (basados en fMRI -resonancia funcional- y modelos).
Los próximos pasos serán realizarlos en poblaciones mas grandes y mejorar así las estadísticas. Y evidentemente, sí: los resultados son prometedores y esperamos que se puedan utilizar en la práctica clínica.
”Utilidad y perspectivas futuras de la tecnologíaLos modelos desplegados no solo son capaces de explicar el estado del cerebro en un momento concreto, sino que pueden además comenzar a predecir su evolución temporal. Ello cobra particular interés en el contexto de la selección y aplicación de tratamientos, que podrían probarse primero en dichos modelos computacionales.
En declaraciones a Univadis España, Deco profundiza aclarando que: “Los gemelos digitales permiten identificar los mecanismos biofísicos subyacentes a cualquier trastorno psíquico. En este caso se utilizaron para psicosis, si bien es [una aproximación de aplicación más] general. Además de proporcionar entendimiento mecanístico, se pueden personalizar. Es decir, es la mejor manera de realizar medicina de precisión y así derivar biomarcadores individualizados.
”Se desprenden de ello buenas perspectivas para el uso de gemelos digitales en simulación y predicción del resultado de tratamientos. Terreno particularmente fértil en dicho contexto puede ser su uso en la predicción del efecto de terapias de fundamento electromagnético, pero también farmacológicas.
Al respecto, precisa Deco que, en efecto, el modelo individualizado permite predecir la evolución, y ensayar in silico diferentes tratamientos, farmacológicos o electromagnéticos (como TMS, tDCS) etc. Es decir, se puede utilizar para diseñar la terapia y predecir su impacto.
”Pero por otra parte, en casos como la psicoterapia (debido a su naturaleza), no es posible predecir o simular su efecto directamente pero los gemelos digitales podrían aún ayudar a valorar el impacto a posteriori de la terapia.
Deco concluye apostillando que: “El modelado individualizado mediante gemelos digitales es un cambio profundo en la futura práctica clínica. Se trata no solamente de poder diagnosticar y evaluar síntomas y conductas, sino que representa un giro copernicano poder evaluar el substrato físico (el cerebro), en forma individualizada. Se trata de un paso firme en el ámbito de la medicina de precisión.
”Las aproximaciones desplegadas podrían, por lo tanto, tener importantes implicaciones futuras. Así, el uso de “gemelos digitales” del cerebro podría beneficiar no solamente a pacientes con psicosis, sino también a aquellos con otras afecciones neuropsiquiátricas.
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