En búsqueda de los mejores parámetros para una óptima disminución del

dolor por medio de DBS en la habénula lateral en ratas

Rubio, N.G.1, Valderrama, M.1, Cardenas, F.P.2

1. Departamento de Ingeniería biomédica, Universidad de los Andes

2. Laboratorio de Neurociencias y Comportamiento, Universidad de los Andes

INTRODUCCIÓN

Según la Asociación Internacional para el Estudio del Dolor (IASP por sus siglas en

ingles) el dolor se define como una experiencia sensorial y emocional desagradable

asociada con una lesión presente, potencial o descrita en términos de la misma [1].

Aunque en principio el dolor suele presentarse como señal de alarma, una vez el

individuo es consciente de una posible lesión, permanecer con dolor carece de

sentido y este debe ser tratado lo más pronto posible. De hecho, cuando el dolor

persiste más de 6 meses, aun habiéndose realizado los tratamientos adecuados

para detenerlo, es llamado dolor crónico y pasa de ser un síntoma a una

enfermedad. En este punto, curar el dolor puede necesitar un enfoque terapéutico

pluridisciplinar ya que suele estar acompañado de tristeza, pérdida de peso,

insomnio y depresión [2].

Uno de los tratamientos empleados en estos casos es la estimulación cerebral

profunda (DBS por sus siglas en inglés), la cual está diseñada para modular la

actividad neuronal con pulsos eléctricos [3]. Esta técnica ha sido utilizada como

tratamiento en varias condiciones clínicas como el párkinson [4], la depresión [5] y

la epilepsia [6] donde ha demostrado efectividad. Además, numerosos pacientes se

han beneficiado de la DBS como tratamiento etiologías relacionadas directamente

con el dolor, incluyendo el dolor post accidente cerebrovascular, dolor de miembro

de fantasma y el dolor facial al recibir estimulación en tálamo, sustancia gris y córtex

del cíngulo anterior [7].

Otra área de gran interés es la habénula (Hb). Se ha demostrado que esta

estructura, situada en la porción dorsomedial del tálamo [8], participa en los

mecanismos de dolor y analgesia [9]. A pesar de que se conocen sus conexiones

con áreas involucradas en el procesamiento del dolor y las señales aversivas, como

la amígdala, la corteza prefrontal medial y córtex del cíngulo anterior, los

mecanismos por medio de los cuales la Hb modula el dolor no están completamente

definidos [8]. Lo que la convierte en una estructura atractiva para la investigación

sobre la modulación del dolor por medio de DBS.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN

Teniendo en cuenta el rol que desempeña la Hb en el procesamiento del dolor, es

de vital importancia cuestionarse acerca de cuáles son los rangos de intensidad y

frecuencia de DBS en la Hb en ratas que optimizan la disminución del dolor. De esta

manera se puede contribuir a la estandarización y desarrollo de nuevos protocolos

de tratamiento del dolor que pueden ser de gran utilidad en numerosas

enfermedades.

OBJETIVOS

Objetivo general: Determinar la relación entre diversos rangos de intensidad y

frecuencia de estimulación de la Hb lateral (LHb) y la mejoría del dolor en ratas.

Objetivo específico: Determinar los posibles factores de riesgo asociados al realizar

DBS en la LHb con diferentes combinaciones de intensidad y frecuencia en las

ratas.

MARCO TEÓRICO Y ESTADO DEL ARTE

Definición del dolor:

Según la IASP el dolor se define como una experiencia sensorial y emocional

desagradable asociada con una lesión presente, potencial o descrita en términos de

la misma [1]. Si revisamos la definición por componentes obtenemos:

“Una experiencia sensorial desagradable”: El dolor hace parte del sistema

somatosensorial, por tanto constituye una de las formas sensitivas que relacionan

al organismo con el mundo exterior. Además, comparte estructuras anatómicas a

nivel periférico, medular y supratentorial con el resto de formas sensitivas y no

puede analizarse sin relacionarse con ellas [1].

“Una experiencia emocional desagradable”: El dolor tiene un componente

emocional que le diferencia de las demás formas de sensibilidad. El denominado

“umbral del dolor” está influenciado por la cultura, la educación, los estados

afectivos, el género y la edad del individuo [1].

“Producido por una lesión presente”: La presencia de una lesión estructural

diagnosticada permite asumir que se activan mecanismos humorales que van a

general dolor. Es importante mencionar que la lesión puede ser tratada, cicatrizada,

incluso curada y el dolor puede mantenerse. Esto ocurre con el dolor crónico,

específicamente neuropático. Uno de los ejemplos más claros de lo anterior es el

síndrome de miembro fantasma [1].

“Producido por una lesión potencial”: El dolor funciona como un sistema de

alarma ante la posible presencia de un daño estructural y busca limitar sus

consecuencias [1]. No por esto es de carácter benéfico y por tanto su remoción debe

ser una prioridad bajo cualquier circunstancia.

“Lesión descrita en términos de la misma”: Hace referencia al dolor no

nociceptivo de tipo psicógeno donde el paciente no tiene una lesión evidente y aun

así presenta dolor [1].

Cuando hay una lesión real, la membrana de las células pierde su continuidad, bien

sea por trauma o por agresión quirúrgica. Cuando la lesión es potencial, existe

presencia en el intersticio de diferentes sustancias como histamina,

prostaglandinas, leucotrienos e incremento de la Pco2, lo cual conduce a cambios

en la permeabilidad celular y activación de receptores sensoriales o de las fibras

nerviosas. Las dos rutas afectan inicialmente a los nociceptores dando origen al

dolor somático, el cual puede producir neuropatías de las fibras nerviosas y

desencadenar dolor neuropático [10].

Además de la respuesta refleja causada por el contacto con los nociceptores, el

dolor genera una respuesta con varios componentes enfocada en minimizar las

consecuencias de esta lesión. Los componentes son: sensorial-discriminativo, el

cual hace referencia a las cualidades sensoriales del dolor tales como su

localización, intensidad y características espaciales; cognitivo-evaluativo, el cual

hace referencia al análisis e interpretación de la sensación y su integración con lo

que puede ocurrir; y afectivo-emocional, el cual hace referencia a las sensaciones

de ansiedad, temor, angustia y depresión que suelen acompañar el dolor y a la

relación de la sensación actual con experiencias previas, la personalidad del

individuo y los factores sociales y culturales [2].

Tipos de dolor:

Dolor agudo: Es la alarma de una lesión real o potencial para el organismo y

una vez realizada se vuelve inútil e incluso destructivo si no es aliviado. Si su

duración es corta y está bien localizado, el dolor agudo se acompaña de ansiedad

y signos físicos autonómicos como taquicardia, hipertensión, vómitos, sudoración y

palidez entre otros. Puede ser superficial, si está ubicado en la piel o mucosas;

profundo, si se presenta en los músculos, huesos, articulaciones y ligamentos; o

visceral [2].

Dolor crónico benigno: Es aquel que persiste más de 6 meses aun

habiéndose realizado los tratamientos adecuados. No está asociado a cáncer o

sida. Se asocia con cambios de la personalidad como tristeza, pérdida de peso,

insomnio y depresión, convirtiéndose ya no en un síntoma sino en una enfermedad

que requiere un enfoque terapéutico pluridisciplinar para ser curado [2].

Dolor crónico maligno: Es el dolor característico del paciente oncológico.

Puede ser continuo y constante y con frecuentes periodos de agudización en

relación a la expansión tumoral. Además, puede estar causado por el propio tumor,

su metástasis y en algunos casos con los tratamientos efectuados. Entre los

síndromes dolorosos más frecuentes se encuentran: el dolor por invasión ósea,

dolor neuropático y dolor visceral [2].

Dolor somático: Es el dolor procedente de estímulos somáticos superficiales

o profundos resultante de la activación de nociceptores y transmitido por nervios

somáticos [2].

Dolor visceral: Es un tipo de dolor difuso que tiene como punto de partida las

vísceras huecas o parenquimatosas, el cual está frecuentemente acompañado por

una intensa respuesta motora y autonómica [2].

Dolor por desaferenciación: Se da como resultado de una lesión del sistema

nervioso tanto periférico como central y es el único que no es producido por la

estimulación de nociceptores. Se percibe en forma de hiperalgesia, disestesia y

alodinia y en gran número de casos hay un retraso del dolor de incluso años

después de haberse producido la lesión. Suele estar mal localizado y el alivio con

analgésicos opiáceos es deficiente [2].

Dolor psicógeno: Es el dolor de origen psíquico. En esta categoría se incluyen

los dolores que aparecen en la neurosis como histeria, estados obsesivos

compulsivos, estado de ansiedad, hipocondrías y las alucinaciones en la

esquizofrenia. Además forma parte de los dolores crónicos [2].

Modelos animales de dolor:

Los modelos de animales han sido utilizados desde hace muchos años ya en

distintas áreas. En la enseñanza, han aportado grandes avances en la transmisión

del conocimiento sobre la anatomía, fisiología, farmacología, zoología y toxicología

[11], además de permitir la adquisición de habilidades clínicas y quirúrgicas. En la

industria, durante las últimas décadas, la biotecnología animal ha contribuido al

desarrollo de tecnologías reproductivas, creación de organismos genéticamente

modificados, producción masiva de moléculas de interés y prueba de productos de

consumo humano. Y en la investigación, se han desarrollado modelos animales

para evaluar enfermedades humanas, producir drogas o vacunas y como fuente

donante de células, órganos, proteínas sanguíneas o anticuerpos [12]. En gran

medida, es gracias a la investigación en animales que se ha descubierto la manera

de sanar enfermedades y prolongar la vida humana.

Las ventajas de este tipo de modelos radican en que los animales tienen sistemas

más simples que el humano. En ellos se pueden aislar acciones específicas y como

tienen ciclos de vida más cortos se pueden realizar procedimientos difíciles de

completar en humanos. Además, los resultados de estas pruebas son empleados

para decidir si los posibles efectos benéficos del procedimiento superan los riesgos

de los efectos secundarios adversos. Así se deciden, por ejemplo, las dosis seguras

de los medicamentos, aunque por supuesto las últimas pruebas deben ser

realizadas en humanos [13].

En los estudios realizados con modelos animales, el dolor se define como una

experiencia sensorial y emocional aversiva que genera respuestas motoras

protectoras, las cuales resultan en comportamientos de evitación aprendidos que a

su vez pueden modificar la conducta del animal. Es a partir de ellos que se ha

logrado tratar al dolor como síntoma y como enfermedad en sí. Existen muchos tipos

de modelos de dolor en animales, entre ellos se encuentran pruebas de estimulación

fásica (térmica, mecánica, eléctrica) y pruebas de dolor por medio de sustancias;

además, existen modelos de dolor agudo, somático o visceral y modelos de dolor

crónico, inflamatorio, neuropático u oncológico. Todos ellos sujetos a la especie con

la que se esté realizando el modelo, el sexo del animal y la edad entre otras

características [14]. A continuación se mencionaran brevemente algunos de los

modelos de dolor más utilizados en experimentación animal.

Modelos de estimulación fásica:

Modelo de retirada de la cola ante un estímulo térmico: Descrito por D'Amour

y Smith [15] este modelo también llamado tail-flick test consiste en colocar la cola

del animal, generalmente una rata o un ratón, debajo de una fuente de luz radiante

que aumenta la temperatura de la piel del animal hasta alcanzar un nivel que

produce dolor entonces éste retira la cola con un movimiento rápido. Se mide el

tiempo de latencia desde el momento en el que se enciende la fuente de luz hasta

el momento de la retirada y se establece un tiempo máximo para que se apague la

fuente en el caso de que el animal no retire su cola, con el fin de no producir

quemaduras. Este modelo evoca un reflejo espinal por lo que se supone que no

induce un dolor excesivo en el animal ya que le permite liberarse del estímulo al

mover la cola [16].

Modelo de la placa caliente: Consiste en dejar en dejar libre al animal sobre

una placa que se calienta progresivamente, por lo que siente calor en las patas

traseras y trata de escapar dando un pequeño salto, momento en el que se enfría

la placa. Se mide la latencia desde el inicio del calentamiento hasta la respuesta

motora, dejando también un tiempo máximo de calentamiento [16].

Modelo de estimulación eléctrica de la pulpa dental: Descrito por Kerr y cols

en 1955 [17] este modelo se basa en la estimulación eléctrica de la pulpa dental

realizada a través de un electrodo colocado en parte coronal de un canino del

animal. Dicha estimulación genera comportamientos de aversión asociados entre

los que se encuentran la apertura refleja de la mandíbula, hiperextensión del cuello,

rotación de la cabeza y rascado del diente estimulado [16].

Modelos de dolor por medio de sustancias:

Test de formalina: Descrito por Dubuisson y Dennis en 1977 [18] y

posteriormente revisado a profundidad por Tjolsen y cols [19] este modelo de tipo

inflamatorio consiste en la administración de una solución de formalina de manera

subcutánea en la región dorsal de la extremidad y produce una respuesta de tipo

bifásico. La primera fase consiste en los primeros 5-10 minutos y asemeja a un dolor

de tipo agudo provocado por el contacto directo de la formalina con los nociceptores.

En los siguientes 10-15 minutos los animales reflejan poca actividad nociceptiva. La

segunda fase inicia aproximadamente a los 15-20 minutos después de haberse

realizado la inyección y dura 20-40 minutos. En esta etapa se llega al pico máximo

de conductas en respuesta al dolor. La respuesta puede ser contabilizada y

evaluada por medio de la observación de la cantidad de veces que el animal se

lame la pata inflamada, sacude o recoge la extremidad [20].

Test de carragenina: Descrito por Winter, Risley y Nuss en 1962 [21] consiste

en la administración subcutánea de una solución de carragenina (un

mucopolisacárido sulfatado extraído del alga marina Chondus crispas) a nivel de la

aponeurosis plantar de la rata, provocando una reacción de carácter inflamatorio

agudo que produce hinchazón, eritema e hipertermia localizada. Al igual que en la

prueba de formalina la respuesta puede ser evaluada por medio de la observación

de la cantidad de veces que el animal se lame la pata inflamada, sacude o recoge

la extremidad [22].

Otros modelos:

Modelos de dolor visceral: Este tipo de modelos hacen referencia a la

utilización de un estímulo nociceptivo en estructuras viscerales [16]. Existen

numerosos modelos de este tipo descritos por Ness y Gebhart [23] entre los que

destacan, en primer lugar, el modelo de distensión de las vísceras y órganos huecos

a partir del cual se desarrollaron modelos de distención del tracto gastrointestinal,

vejiga urinaria y tracto uretral y ureteral, vagina y útero, así como de las vías y

vesícula biliar. En segundo lugar, se encuentra la inyección intraperitoneal de

soluciones irritantes, donde han sido empleadas sustancias algogénicas como el

ácido acético, suero salino hipertónico, serotonina, CIK y bradiquinina [16].

Modelos de compresión o constricción de nervios periféricos o raíces

nerviosas: Este tipo de modelos buscan reproducir la sensación de hiperalgesia,

alodinia y dolor espontáneo típico del dolor neuropático causálgico. El modelo más

aceptado es el de constricción crónica del nervio ciático de la rata. Fue desarrollado

por Bennet y Xie en 1988 [24], en él se hace uso de varias ligaduras para interrumpir

la circulación separadas aproximadamente un milímetro entre sí. En este tipo de

modelos la situación de dolor se desarrolla a partir de la primera semana y se me

mantiene estable por síes semanas más, a partir de ahí se va reduciendo hasta

desaparecer aproximadamente a los 3 meses. Los animales desarrollan dolor

espontaneo que se reconoce por el recogimiento de la pata, así como así como una

hiperalgesia a estímulos térmicos y mecánicos junto a una alodinia a diferentes

estímulos [16].

Modelos de sección parcial o completa de nervios periféricos, nervios

raquídeos o raíces nerviosas: Este tipo de modelos se basan en la sección parcial

o total de diferentes elementos del sistema nervioso periférico. Se busca reproducir

las situaciones dolor características del dolor neuropático de la anestesia dolorosa,

del dolor por neuroma, avulsión del plexo braquial, post-rizotomía o dolor en

miembro amputado. La cuantificación de la intensidad del dolor se realiza por medio

de la conducta que desarrolla el animal y lo hace rascar o morder la extremidad

afectada [16].

Control del dolor en humanos:

El organismo humano dispone de una serie de mecanismos para modular la

actividad de sus sistemas nociceptivos para la percepción del dolor [10]. Sin

embargo, en caso de presenciar dolor usualmente se hace uso de analgésicos y

otro tipo de terapias. A continuación se mencionan algunas de ellas:

Analgésicos no narcóticos: También llamados no opiáceos, este tipo de

analgésicos incluyen los analgésicos paraaminofenoles tales como paracetamol

(acetaminofén) y antiinflamatorios no esteroideos [25]. Debido a sus propiedades

analgésicas, antiinflamatorias y antipiréticas son utilizados para tratar el dolor agudo

o persistente de leve a moderado, la fiebre y la inflamación. Son de venta libre, se

administran por vía oral y no producen dependencia [26].

Analgésicos narcóticos: También conocidos como opiáceos, estos fármacos

son los más eficaces y ampliamente usados para el tratamiento de dolor. Actúan a

través de receptores acoplados a una proteína G. El analgésico narcótico exógeno

más ampliamente usado es la morfina. Este tipo de analgésicos pueden producen

dependencia y abstinencia. Sus usos típicos incluyen el tratamiento de dolores

agudos intraoperatorios, posoperatorios, postraumáticos y dolor crónico

relacionado al tratamiento de enfermedades como el cáncer. Su administración

puede ser oral, intravenosa, subcutánea, intratecal, epidural, tópica, intraarticular y

transnasal. Por otro lado, su uso para tratar dolor neuropático y musculoesquelético

es controversial pues aunque se emplean no se sabe exactamente cómo funcionan

[27].

Analgésicos concomitantes: También conocidos como coanalgésicos estos

medicamentos se caracterizan por ser desarrollados originalmente para tratar

trastornos distintos al dolor, pero contienen propiedades que lo alivian. Entre ellos

se encuentran algunos antidepresivos, anticonvulsivos, corticosteroides,

ansiolíticos, bifosfonatos, estimulantes y anfetaminas [28].

Bloqueo de nervios: Este tipo de técnicas son utilizadas cuando el dolor

persiste o empeora a pesar de ser tratado con analgésicos. Una de las opciones es

inyectar anestesia local dentro, alrededor de un nervio o en el espacio que rodea la

medula espinal. El bloqueo puede durar varios meses seguidos y puede inyectarse

alcohol o fenol para lograr un alivio más prolongado. Otra opción es inyectar un

analgésico opiáceo directamente en el líquido cefalorraquídeo o en el espacio

epidural a la altura de la medula. Y finalmente, si los métodos anteriores no

producen alivio, se puede practicar una cirugía en la que se cortan algunos nervios

cercanos a la medula espinal y así eliminar toda sensación de dolor y presión [29].

Neuroestimulación: Es la transmisión de señales eléctricas suaves a la

columna vertebral a través de uno o más electrodos colocados en el espacio

epidural. Se realiza por medio de un neuroestimulador el cual es implantado

quirúrgicamente. Este tipo de terapia proporciona alivio modulando las señales del

dolor antes de lleguen al cerebro y produce una sensación de hormigueo en el área

a la que esté dirigida la estimulación. No genera cambios permanentes en la medula

espinal ni en los nervios, es reversible y se puede ajustar para proporcionar

diferentes niveles de estimulación. Además, las personas que tienen éxito con esta

terapia reducen la necesidad de utilizar medicamentos orales y los efectos

secundarios que producen los mismos [30]. Incluso experimentan al menos un 50%

de alivio del dolor [31]. Esta terapia ha demostrado eficacia en condiciones como el

síndrome de dolor regional complejo, ciática, síndrome de cirugía lumbar fallida,

radiculitis, dolor de miembro isquémico y neuropatía periférica [32]. Entre los efectos

secundarios más comunes se encuentran: falta de estimulación causada por el

movimiento de los electrodos, estimulación intermitente, estimulación en una zona

no deseada y dolor en el lugar del implante [30].

DBS: Es una técnica que modula la actividad neural con campos eléctricos.

Tiene múltiples ventajas entre las que destacan que produce una lesión mínima

durante la colocación del electrodo, es reversible, se pueden modificar los

parámetros de estimulación para obtener mejores resultados y, en los casos de

implantes crónicos, se puede apagar el generador de impulsos para evaluar al

paciente sin estimulación [3]. Entre los posibles efectos secundarios se encuentran

el empeoramiento temporal de los síntomas, parestesia, disartria, disfasia, visión

doble, vértigo, paresia, corea o distonía, hipoestesia y sensación de sacudida [33].

Utilidad de la DBS en el tratamiento de enfermedades:

Aunque se desconocen muchas cosas sobre su funcionamiento, como la

distribución de voltaje generada en el cerebro por los electrodos estimuladores, la

DBS ha sido de empleada con éxito desde la década de 1950 para aliviar el dolor

de varias etiologías incluyendo el dolor post accidente cerebrovascular, dolor de

miembro de fantasma, dolor facial y avulsión del plexo braquial [7]. Además ha sido

empleada como tratamiento de numerosas enfermedades [4]. A continuación se

hace una muy breve revisión de algunas de las enfermedades más comúnmente

tratadas con DBS.

Parkinson: En este grupo de desórdenes neurológicos causado por un déficit

de dopamina en la sustancia nigra, la estimulación del núcleo subtalámico, así como

de otras estructuras subcorticales, ha dado buenos resultados siendo utilizada como

tratamiento de esta enfermedad. El procedimiento de estimulación en humanos

consiste en la implantación de un electrodo en alguno de los núcleos involucrados

en el control del movimiento (tálamo, núcleo subtalámico o globo pálido interno),

conectado con una unidad de marcapaso que transmite una corriente eléctrica

producida en un generador ubicado en la región subclavicular. El procedimiento se

realiza con la ayuda de un sistema de localización estereotáxica, el cual por medio

de cálculos logra ubicar el punto exacto donde se desea implantar el electrodo [4].

Epilepsia: Este es un trastorno neurológico que afecta aproximadamente a

50 millones de personas en el mundo [34], de las cuales 15 millones (30 %) tienen

un control inadecuado de las convulsiones al ser tratados sólo con medicamentos

[35]. La estimulación crónica bilateral del núcleo centromediano del tálamo ha

demostrado eficacia en la disminución de la cantidad de convulsiones e incluso se

asocia una mejoría en el rendimiento psicológico [6]. En el caso de esta enfermedad,

la estimulación puede aplicarse directamente a un foco epiléptico o a lo largo de una

vía de conducción. El beneficio más grande de utilizar DBS para inhibir los ataques

de epilepsia es que a diferencia de la cirugía de ablación, es menos invasiva,

reversible y modificable [35].

Depresión: La depresión clínica es un trastorno del estado anímico en el cual

los sentimientos de tristeza, pérdida, ira o frustración interfieren con la vida diaria

[36]. Afecta aproximadamente 121 millones de personas en todo el mundo. Es la

patología psiquiátrica más frecuente y responsable de suicidio en un 10-15% de los

pacientes en los que la enfermedad es resistente al tratamiento. Dado que está

causada por la disfunción de un sistema cerebral complejo, integrado por áreas

corticales, subcorticales y límbicas y no por un fallo en un núcleo único varias

estructuras han sido empleadas como objetivo en DBS. Se han obtenido buenos

resultados con la estimulación de la circunvolución de cíngulo, el estriado ventral y

núcleo accumbens [5].

Obesidad: Incluso en esta enfermedad la DBS ha demostrado tener

efectividad. En un estudio piloto, Whiting et al. Realizaron DBS de alta frecuencia

en el área hipotalámica lateral por 4 días en 3 pacientes con obesidad mórbida en

los que la cirugía de bypass gástrico no había sido eficiente. Dos de 3 individuos

presentaron aumento de la tasa metabólica durante el tratamiento y los 3 reportaron

sentir menos “urgencia” de comer, así como el aumento de los niveles de energía

durante la estimulación. Los seguimientos del estudio 16 meses después reportaron

pérdida de peso moderada en los tres pacientes [37].

Temblor: Este es el desorden del movimiento más común caracterizado por

la contracción muscular involuntaria y rítmica de uno o más segmentos del cuerpo.

El temblor esencial (ET por sus siglas en inglés) tiene una prevalencia estimada en

más del 4.6% en personas mayores a 65 años. Más del 50% de los pacientes tienen

un control ineficiente de su enfermedad con el uso de los medicamentos

convencionales. Un método alternativo para el manejo de la enfermedad es la DBS

del núcleo ventral intermedio del tálamo, la cual ha demostrado tener excelentes

resultados con aceptables efectos secundarios [38].

Distonía: Es un desorden del movimiento que se caracteriza por la

combinación de posturas sostenidas involuntarias y movimientos rápidos que

pueden ocurrir aislados o combinados con otros síntomas neurológicos. La DBS de

la parte interna del glóbulo pálido ha demostrado eficiencia en el control de los

síntomas de distonía generalizada, segmentada y focal, sin embargo hay poca

evidencia de que funcione también en distonía no aislada y se asocian efectos

secundarios como lentitud en movimientos finos y dificultades en el habla [38].

Trastorno obsesivo-compulsivo: OCD (por sus siglas en inglés) este trastorno

se caracteriza por la presencia de obsesiones y compulsiones. Las obsesiones se

entienden como pensamientos, imágenes o impulsos indeseados que el sujeto

reconoce como propios, a pesar de tener un contenido perturbador.

Frecuentemente son ideas de infligirse daño producírselo a terceros. Por otro lado,

las compulsiones se definen como conductas o actos mentales repetitivos que se

llevan a cabo en un intento de reducir la ansiedad generada por las obsesiones [39].

El OCD tiene una prevalencia mundial cercana al 2%, con una tasa de intento de

suicidio de 10-27% entre los afectados a lo largo de toda su vida. Se cree que es

causado por una anormalidad en las vías cortico-estriado-tálamo-corticales que

intervienen en el flujo de información desde áreas motivacionales hacia áreas

cognitivas y motoras y que tiene origen en el núcleo caudado. Aproximadamente, el

10-40% de los pacientes con OCD son refractarios o no tienen una respuesta

suficiente al mejor tratamiento médico disponible. Por esto se han probado y

utilizado diferentes blancos para la DBS en el tratamiento del OCD: brazo anterior

de la capsula interna, núcleo accumbens, núcleo subtalámico y pedúnculo talámico

inferior, con los cuales se ha logrado una mejoría considerable de los síntomas del

trastorno [3].

Síndrome de Tourette: Este síndrome se caracteriza por la presencia de tics

simples, complejos o vocales usualmente asociados a síntomas

obsesivo-compulsivos y a déficit de atención con hiperactividad. Tiene una

prevalencia mundial de 4-5 casos cada 10000 personas y una edad de inicio de

7-10 años en promedio. Los tics pueden llegar a ser refractarios a los tratamientos

conservadores y en estos casos, cuando interfieren con las actividades de la vida

diaria o cuando se encuentran asociados a una conducta de auto-agresividad, debe

plantearse la posibilidad del tratamiento quirúrgico para DBS. Se han utilizado

diferentes blancos para el tratamiento del síndrome Tourette, entre ellos el complejo

centromediano-parafascicular del tálamo, sustancia periventricular, núcleo ventral

oral interno, núcleo accumbens, globo pálido interno y núcleo subtalámico. En todos

ellos se ha notado una mejoría considerable [3].

Agresión: La agresión es un componente normal del comportamiento de los

mamíferos. Existen dos tipos principales: la predatoria, que está relacionada con la

búsqueda de alimento y la defensiva, que surge frente a una amenaza. Sin

embargo, en humanos, las normas sociales establecen los límites apropiados de la

agresividad. Hay muchas estructuras involucradas con la fisiopatología de las

conductas agresivas, entre ellas: corteza cerebral, amígdala, tálamo, la sustancia

gris periacueductal y especialmente el hipotálamo. Este último no como un centro

de la agresividad sino como un centro que controla las respuestas adecuadas a

cada situación al relacionar sus múltiples aferencias periféricas y centrales con el

estado biológico y el contexto. Actualmente, la cirugía para tratar a pacientes con

comportamiento agresivo estaría reservada para aquellos con agresividad crónica

o progresiva refractaria al tratamiento médico, retraso mental e incapacidad social

y ocupacional. Existen algunos casos publicados en la literatura en los cuales la

DBS del hipotálamo posteromedial fue efectiva en el tratamiento de pacientes con

cuadros graves de agresividad y violencia hacia ellos mismos o hacia terceros [3].

Habénula:

La Hb es una estructura filogenéticamente antigua situada en la porción dorsomedial

del tálamo. Está rostral a la comisura posterior y en estrecha asociación con la

glándula pineal. Es un componente del diéncefalo que media conexiones reciprocas

con el cerebro anterior y el tronco cerebral. La habénula tiene dos subdivisiones –

lateral (LHb) y medial (MHb) – las cuales cuentan con características neuroquímicas

y conexiones diferentes [8] pero en conjunto, aunque con un mayor aporte de la

LHb, el complejo habenular parece actuar como punto de convergencia donde se

reciben estímulos externos, se evalúan y se reorientan para generar la respuesta

de conducta adecuada ante estímulos de dolor [9]. A continuación se realiza una

breve explicación de las aferencias y eferencias de esta estructura las cuales le

permiten tener dicho rol en el procesamiento del dolor.

Habénula medial:

Consiste en varias subregiones que contienen neuronas glutamatérgicas, algunas

de ellas también sintetizan acetilcolina, sustancia p, melatonina e interleukinas-18.

La MHb recibe sus inputs más importantes de la región septal, especialmente del

septum medial y de los núcleos adyacentes de la banda diagonal de Broca. Ambas

regiones le proveen inputs colinérgicos, gabaérgicos y en menor medida inputs

glutamatérgicos. De hecho, la MHb contiene una de las más grandes

concentraciones de receptores GABA del cerebro, produciendo que esta estructura

esté fuertemente regulada por inputs inhibitorios. También recibe inputs

dopaminérgicos del área tegmental ventral (VTA) y noradrenérgicos del locus

cerúleos [8].

Los axones de las neuronas de la MHb pasan a través de la región interna del

fascículo retroflexo para terminar en el núcleo interpeduncular (IPN), localizado en

la línea media del mesencéfalo. Los axones Hb-IPN pueden liberar tanto glutamato

como acetilcolina. Los objetivos principales del IPN son los núcleos de rafé del

cerebro medio y de la región tegmental dorsal, incluyendo el núcleo tegmental

laterodorsal colinérgico. El IPN también provee proyecciones de retroalimentación

a los núcleos que se dirigen a la MHb, incluyendo el núcleo septal lateral y la banda

diagonal. Tanto la MHb, la región setal como el IPN expresan receptores opioides

µ, receptores nicotínicos y de acetilcolina, lo que sugiere un papel importante de la

vía septum MHb-IPN en el mecanismo de modulación de dolor y adicción a las

drogas [8].

Habénula lateral:

La LHb tiene a su vez dos subdivisiones, lateral y medial. Todas sus neuronas son

glutamatérgicas pero difieren en su expresión relativa de sus receptores de

dopamina y serotonina. La LHb recibe aferencias principalmente de la corteza

prefrontal, los ganglios basales, el área pre óptica, el hipotálamo e inputs

monoaminérgicos del tronco cerebral. Las entradas corticales principales son la

ínsula anterior, el córtex del cíngulo anterior y la corteza ventral frontopolar. La

entrada de los ganglios basales se dirige principalmente a la porción lateral de la

LHb y se origina en el glóbulo pálido (GP). Una subregión de neuronas

glutamatérgicas localizada en el borde entre la región interna y externa del GP

provee inputs excitatorios a la LHb; esta región además recibe inputs inhibitorios del

GP ventral. En contraste, las áreas límbicas como el área pre óptica, el hipotálamo

y la banda diagonal de Broca llegan principalmente a la porción medial de la LHb.

El núcleo supraquiasmático provee inputs gaba/vasopresinérgicos a la LHb. Esta

estructura recibe además inervación dopaminérgica del VTA, serotoninérgica de la

parte medial del núcleo de rafé y noradrinérgica del locus cerúleos [8].

Los axones eferentes de la LHb ocupan la porción externa del fascículo retroflexo y

tienen como objetivo una gran área del tronco cerebral. Un objetivo importante es el

núcleo tegmental rostromediano (RMTg), el cual recibe inputs excitatorios

principalmente de la porción lateral de la LHb y contiene neuronas gabaérgicas que

envían inputs inhibitorios a la sustancia nigra pars compacta (SNc), el VTA y núcleo

de rafé dorsal. La porción lateral de la LHb también envía proyecciones directas al

SNc/VTA y llega a las neuronas dopaminérgicas y gabaérgicas locales. Por otro

lado, la porción medial de la LHb tiene como objetivo las neuronas serotoninérgicas

del núcleo de rafé medial y dorsal. Otros objetivos de la LHb incluyen el área pre

óptica, el área hipotalámica lateral, septum, varios núcleos talámicos y los colículos

superiores [8].

Funciones de la habénula:

Como resultado de sus numerosas conexiones, la Hb ha sido implicada en una

amplia gama de comportamientos incluyendo el olfato, la ingestión, el

apareamiento, funciones endocrinas, recompensa, adicción y dolor [9]. La LHb en

particular ha destacado por su intervención en varias respuestas fisiológicas y

patológicas como la recompensa, estrés y desordenes clínicos como depresión,

esquizofrenia y adicción [40]. Adicionalmente procesa la información negativa del

estado emocional incluyendo la decepción, castigo y dolor e inhibe las neuronas

SNC/ VTA que participan en el aprendizaje y la motivación [8] lo que le otorga un

importante rol en la conducta.

LHb y dolor, correlaciones pre clínicas y clínicas:

La LHb es más sensible a los efectos inhibitorios del receptor opioide µ al

presentarse un estímulo nociceptivo [9], lo que le otorga un rol más significativo en

el procesamiento del dolor. Esto ha sido evidenciado a través del aumento de

expresión de la actividad inducida del gen c-fos, grabaciones electrofisiológicas y

de imagen funcional en modelos experimentales de dolor neuropático [8]. Por

ejemplo, usando c-fos como marcadores de actividad neuronal, se ha podido ver

aumentos en las tinturas neuronales en la Hb al realizar experimentos de dolor y

específicamente en estudios de electrofisiología y electroestimulación se ha

evidenciado que las neuronas de la LHb responden a estímulos nocivos que pueden

ser excitatorios o inhibitorios según la intensidad del mismo [9]. Se ha comprobado

además que tanto la estimulación eléctrica como la administración opioides en la

Hb inducen analgesia [8]. Por ejemplo, datos preclínicos han evaluado los efectos

de los analgésicos sobre la función de la Hb y se comprobó que las inyecciones de

morfina en esta estructura resultan en analgesia dado justamente los altos niveles

de receptores de opioides [9].

Algunos estudios sugieren incluso el acoplamiento selectivo de la LHb en el

procesamiento de los componentes emocional y cognitivo de un estímulo doloroso.

También se ha podido evidenciar que la excitación de la LHb inducida por la

estimulación nociceptiva periférica es responsable de la inhibición de neuronas

dopaminérgicas las cuales se observan en dolor crónico [8]. Por otro lado, se conoce

que las aferencias nociceptivas alcanzan la Hb vía hipotálamo lateral y se ha

comprobado que la estimulación de la Hb modula significativamente la actividad

nociva evocada por esta estructura [9]. A través de entradas en paralelo a la RMTg

y IPN, el complejo habenular puede regular la actividad de la red de control del dolor

endógeno, incluyendo la sustancia gris periacueductal. Adicionalmente se ha

evidenciado que la Hb puede modular áreas involucradas en el procesamiento del

dolor y las señales aversivas, como la amígdala, la corteza medial prefrontal y la

corteza del cíngulo dorsal anterior. Aunque los mecanismos por medio de los cuales

de LHb modula en dolor no están completamente definidos [8].

En un modelo de compresión del ganglio de la raíz dorsal (dolor crónico) se pudo

evidenciar un aumento transitorio de la forma de la Hb [41]. Por otro lado, en un

estudio en el cual se indujo dolor relacionado con diabetes por medio de

estreptozotocina en ratas se observó la actividad funcional y se pudo apreciar que

la activación de la Hb se redujo en respuesta al dolor provocado por los estímulos

nocivos en comparación con ratas de control [42]. Y en cuanto a las correlaciones

clínicas se ha evidenciado que los estímulos de dolor bilaterales provocan la

activación de la Hb y de sus conexiones con la sustancia gris periacueductal y el

putamen [8]. Un estudio realizado en pacientes pediátricos con síndrome de dolor

regional complejo mostró una reducción en el estado de reposo de la conectividad

funcional de la Hb con el córtex del cíngulo medial, corteza prefrontal dorsolateral,

corteza motora suplementaria, corteza motora primaria y corteza pre motora [43].

Esto demuestra que tanto en experimentos realizados en animales, como en

humanos la Hb puede participar en circuitos implicados en la percepción y la

modulación del dolor, así como en respuestas del comportamiento asociadas al

mismo.

METODOLOGÍA

Animales:

Se utilizarán 40 ratas Wistar macho provenientes de una colonia exocriada del

Charles River Institute y mantenidas en el laboratorio de Neurociencia y

Comportamiento de la Universidad de los Andes. Los animales tendrán 60 días de

edad con un peso entre 300 - 325 gm en el momento de inicio de los experimentos.

Serán mantenidos en cajas hogar (50 x 45 x 31 cm), en grupos de cuatro por caja,

con un ciclo luz-oscuridad 12:12h (luz encendida a las 15:00 h) y una temperatura

de 24°C, con libre acceso a agua y comida, atenuación de los sonidos externos y

humedad relativa controlada a 57%. Todos los animales serán manipulados por diez

minutos al día desde el momento del inicio de los experimentos, con el fin de

familiarizarlos con el experimentador y los procesos experimentales.

Aparatos:

Caja de observación comportamental: Para realizar la observación comportamental

durante el proceso de estimulación las ratas son colocadas individualmente en cajas

transparentes con viruta, las cuales no son su caja hogar

Estimulador: Se emplea el estimulador de pulsos cuadrados con doble salida S88X,

el cual puede ser empleado en procedimientos de estimulación de nervios y

músculos. El S88X tiene cuatro parámetros de control de las dos salidas

independientes y adicionalmente permite realizar pulsos sencillos, repetitivos,

dobles, bifásicos, monofásicos, pares de pulsos diferentes y trenes de pulsos.

Drogas:

Carragenina: Se disolverá en solución salina estéril al 0.9%. Un volumen total de

100 µl será aplicado en la pata posterior según protocolo descrito más adelante

Cirugía:

Para la cirugía de implante de electrodo en la Hb los animales recibirán inyecciones

de acepromacina (43mg/Kg) y atropina (43mg/Kg) vía intraperitoneal con 5 minutos

de diferencia entre sí. Transcurridos 10 minutos serán sedados con pentobarbital

sódico (55mg/Kg) administrado vía intraperitoneal también. Tan pronto el animal

haya perdido reflejos medulares, será montado en un dispositivo de cirugía

estereotáxica. Seguidamente se expondrá el cráneo y se realizará una perforación

unilateral al lado derecho del animal en el lugar por el cual será implantado el

electrodo de estimulación. El electrodo será colocado en las siguientes

coordenadas: Bregma AP: −3.60mm, ML: 0.7mm y DV: 5.0mm; de acuerdo atlas de

Paxinos y Watson [44]. El electrodo será implantado en un ángulo de 20° para evitar

el seno sagital superior. El electrodo será fijado al cráneo por medio dos tornillos de

anclaje y acrílico dental. Terminado el procedimiento los animales serán asignados

de forma aleatoria a uno de los cinco grupos: baja intensidad y baja frecuencia

(BiBf), alta intensidad y baja frecuencia (AiBf), baja intensidad y alta frecuencia

(BiAf), alta intensidad y alta frecuencia (AiAf) y control. Posteriormente serán

llevados nuevamente a sus cajas hogar donde permanecerán cinco días en

recuperación.

Procedimiento:

Test de carragenina: La aplicación del protocolo de carragenina se llevará a cabo

de acuerdo al procedimiento descrito por K. Fercho, E.L. Manning, W. Maixner y

C.P. Schmitt [22]. Los sujetos experimentales recibirán una única inyección

intraplantar de 100 µl de carragenina al 3.5% en solución salina al 0.9% en una de

las patas traseras utilizando una jeringa de 1cc y una aguja calibre 21.

Estimulación eléctrica: Inmediatamente después de la inyección, cada sujeto será

estimulado eléctricamente por 15 minutos de acuerdo a la siguiente tabla:

Tabla I: Rangos de estimulación

INTENSIDAD

BAJA ALTA

[10µA - 40µA] [230µA - 250µA]

FRECUENCIA

BAJA BiBf AiBf

[80Hz - 100Hz]

ALTA BiAf AiAf

[350Hz - 380Hz]

El grupo control no recibirá estimulación pero si será conectado al estimulador y

generador de corriente por el mismo tiempo que los demás animales. Todos los

animales serán grabados 5 minutos antes, durante todo el procedimiento de

estimulación y 5 minutos después.

Terminación:

Una vez finalizado el protocolo experimental los animales serán anestesiados con

ketamina/xilacina (90 mg/kg + 10 mg/kg) y perfundidos vía intracardiaca con 300 ml

de solución salina, seguida por 300 ml de paraformaldehido al 4%. Los cerebros

serán extraídos y procesados para su estudio histológico posterior con el fin de

verificar la precisión de llegada del electrodo. Se seccionarán los cerebros de todos

los animales en cortes coronales a un grosor de 30 µm mediante un vibrátomo. Los

cortes serán montados en láminas y se dejarán secar hasta el día siguiente,

posteriormente se procederá verificación de coordenadas de entrada, mediante la

coloración de Nissl por violeta de cresil.

RESULTADOS

A continuación se presentan los resultados preliminares del experimento. El proceso

de corte de los cerebros para verificar si el blanco al que llegó el electrodo es

efectivamente la Hb se ha realizado para el 75% de los animales obteniendo menos

del 10% de los electrodos fuera del área objetivo. Se espera por tanto que estos

resultados difieran levemente de los resultados definitivos.

Para evidenciar los resultados del experimento se contabilizó el tiempo que cada

animal realizó los siguientes 6 comportamientos:

Pararse en dos patas (D): Apoyado sobre alguna pared de la caja de

observación comportamental sin apoyo

Realizar grooming (G): Acicalamiento de cualquier parte del cuerpo

Lamerse la pata en la que se había aplicado la inyección de carragenina (L)

Realizar exploración normal en caja de observación comportamental (N)

Permanecer quieto o solo moviendo suevamente la cabeza (Q)

Recoger la pata en la que se había aplicado la inyección (R)

Si el animal se lamió o recogió la pata y al tiempo realizó otro comportamiento de la

lista, se registró el comportamiento como lamer o recoger la pata ya que estos son

los indicadores de dolor más representativos. Este ejercicio se realizó para los 15

minutos de estimulación y para los 5 minutos posteriores. En ambos casos se

calculó el porcentaje del tiempo que cada animal empleó en dichos

comportamientos. A continuación se presentan las gráficas del porcentaje de tiempo

empleado por cada grupo de experimentación durante y post estimulación en cada

uno de los comportamientos evaluados

Fig. 1 Porcentaje de tiempo en dos patas durante y post estimulación

Fig. 2 Porcentaje de tiempo realizando grooming durante y post estimulación

11,56

28,56

17,56

22,5618,86

1,89

29,33

18,1919,73

14,29

BiBf AiBf BiAf AiAf Control

Porcentaje de tiempo en dos patas durante y post estimulación

Estimulación Post estimulación

4,13

7,69

2,41

5,164,414,00 4,00 4,10

8,80

5,52

BiBf AiBf BiAf AiAf Control

Porcentaje de tiempo realizando grooming durante y post estimulación

Estimulación Post estimulación

Fig. 3 Porcentaje de tiempo lamiéndose la pata durante y post estimulación

Fig. 4 Porcentaje de tiempo realizando exploración normal durante y post estimulación

5,42

0,94

2,412,09

1,33

2,33

0,50 0,38

3,87

1,62

BiBf AiBf BiAf AiAf Control

Porcentaje de tiempo lamiéndose la pata durante y post estimulación

Estimulación Post estimulación

30,98

54,89

41,6545,98 44,29

22,56

54,33

40,8637,33

49,05

BiBf AiBf BiAf AiAf Control

Porcentaje de tiempo realizando exploraciónnormal durante y post estimulación

Estimulación Post estimulación

Fig. 5 Porcentaje de tiempo realizando quieto durante y post estimulación

Fig. 6 Porcentaje de tiempo con la pata recogida quieto durante y post estimulación

Posteriormente se realizó una prueba de Shapiro-Wilk con el fin comprobar

normalidad en cada grupo de experimentación para cada uno de los

comportamientos evaluados. Este procedimiento se realizó para los datos obtenidos

durante y post estimulación. Para estas pruebas se tomó un valor de significancia

alfa de 0.05

Hipótesis prueba de Shapiro-Wilk:

37,38

12,9617,46 19,96

24,86

68,78

11,33

29,71 29,47 29,52

BiBf AiBf BiAf AiAf Control

Porcentaje de tiempo quieto durante y post estimulación

Estimulación Post estimulación

10,53

1,06

18,51

7,17 6,25

0,44 0,50

6,76

0,80 0,00

BiBf AiBf BiAf AiAf Control

Porcentaje de tiempo con la pata recogida durante y post estimulación

Estimulación Post estimulación

𝐻0: 𝐿𝑜𝑠 𝑑𝑎𝑡𝑜𝑠 𝑠𝑖𝑔𝑢𝑒𝑛 𝑢𝑛𝑎 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑏𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙

𝐻1: 𝐿𝑜𝑠 𝑑𝑎𝑡𝑜𝑠 𝑛𝑜 𝑠𝑖𝑔𝑢𝑒𝑛 𝑢𝑛𝑎 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑏𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙

A continuación se enseñan los valores p obtenidos por medio de las pruebas de

Shapiro-Wilk para los datos durante y post estimulación. Los datos resaltados son

menores al alfa establecido de 0.05, por lo tanto se rechaza la hipótesis nula y se

concluye que el grupo al que pertenecen no sigue una distribución normal

Tabla II: Valores p obtenidos a partir de las pruebas de

Shapiro-Wilk para los datos durante la estimulación

Comportamiento

Grupo D G L N Q R

BiBf 0.569 0.666 0.118 0.894 0.341 0.937

AiBf 0.084 0.485 0.015 0.975 0.394 0.550

BiAf 0.459 0.023 0.024 0.130 0.061 0.039

AiAf 0.697 0.228 0.822 0.422 0.808 0.024

Control 0.607 0.810 0.005 0.029 0.360 0.042

Tabla III: Valores p obtenidos a partir de las pruebas de

Shapiro-Wilk para los datos post estimulación

Comportamiento

Grupo D G L N Q R

BiBf 0.000 0.001 0.006 0.037 0.256 0.000

AiBf 0.952 0.099 0.006 1.000 0.018 0.389

BiAf 0.366 0.054 0.000 0.224 0.009 0.001

AiAf 0.284 0.123 0.822 0.257 0.414 0.007

Control 0.388 0.020 0.040 0.165 0.383 0.007

Para todos los comportamientos evaluados se realizó una prueba ANOVA de una

vía para comparar las medias de los grupos. Adicionalmente, para los

comportamientos en los cuales por lo menos un grupo no presentaba normalidad

según la prueba de Shapiro-Wilk se realizó una prueba Kruskal-Wallis que es la

versión no paramétrica de ANOVA. Ya que no se observaron diferencias grandes

entre los resultados obtenidos por medio de las dos pruebas, se decide ignorar el

supuesto de normalidad y enseñar los resultados obtenidos por medio de ANOVA.

Este procedimiento se realizó para los datos obtenidos durante y post estimulación.

Para estas pruebas se tomó un valor de significancia alfa de 0.05

Hipótesis ANOVA para cada uno de los comportamientos observados:

𝐻0: 𝑇𝑜𝑑𝑎𝑠 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜𝑠 𝑠𝑜𝑛 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠

𝐻1: 𝑃𝑜𝑟 𝑙𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑠 𝑢𝑛𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑒𝑠 𝑑𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒

Para los comportamientos en los cuales se obtuvo un valor p menor al alfa, se

rechaza la hipótesis nula y se concluye que por lo menos una de las medias es

diferente así que se procedió a realizar comparaciones entre cada par de medias

empleando la prueba Tukey, en ella las diferencias significativas entre grupos se

encuentran en las comparaciones con valor p menor al alfa.

A continuación se muestran los resultados obtenidos para las pruebas ANOVA y

Tukey resaltando los valores p menores al alfa

Tabla IV: ANOVA de una vía para los datos obtenidos durante

la estimulación

Comportamiento

D G L N Q R

F[4,28] 1.308 1.874 3.368 2.475 1.526 2.597

P 0.291 0.143 0.023 0.067 0.222 0.057

Tabla V: Valor p resultado de prueba Tukey para los datos

durante la estimulación

Comportamiento

D G L N Q R

Control - AiBf 0.998 0.882

AiAf - AiBf 0.919 0.841

BiAf - AiBf 0.804 0.037

BiBf - AiBf 0.024 0.515

AiAf - Control 0.976 1.000

BiAf - Control 0.904 0.176

BiBf - Control 0.028 0.938

BiAf - AiAf 0.999 0.303

BiBf - AiAf 0.142 0.979

BiBf - BiAf 0.188 0.639

Comportamiento L: Se evidencia diferencia significativa entre los grupos BiBf y AiBf

donde se observa que los animales del grupo AiBf lamen su pata por menos tiempo.

También se observa diferencia significativa entre los grupos BiBf y Control donde

se observa que los animales del grupo Control lamen su pata por menos tiempo.

Comportamiento R: Se evidencia diferencia significativa entre los grupos BiAf y AiBf

donde se observa que los animales del grupo AiBf recogen su pata por menos

tiempo.

Tabla VI: ANOVA de una vía para los datos obtenidos post

estimulación

Comportamiento

D G L N Q R

F [4,28] 3.050 0.541 2.266 2.317 2.941 1.908

P 0.033 0.707 0.087 0.082 0.038 0.137

Tabla VII: Valor p resultado de prueba Tukey para los datos

post estimulación

Comportamiento

D G L N Q R

Control - AiBf 0.297 0.797

AiAf - AiBf 0.758 0.835

BiAf - AiBf 0.614 0.808

BiBf - AiBf 0.016 0.021

AiAf - Control 0.950 1.000

BiAf - Control 0.982 1.000

BiBf - Control 0.486 0.143

BiAf - AiAf 1.000 1.000

BiBf - AiAf 0.206 0.190

BiBf - BiAf 0.251 0.167

Comportamiento D: Se evidencia diferencia significativa entre los grupos BiBf y AiBf

donde se observa que los animales del grupo AiBf están en dos patas más tiempo.

Comportamiento Q: Se evidencia diferencia significativa entre los grupos BiBf y AiBf

donde se observa que los animales del grupo BiBf están quietos más tiempo

Adicionalmente, ya que se observaron diferencias significativas entre las medias de

los grupos para algunos de los comportamientos observados, se decide realizar un

ANOVA multifactorial para analizar la influencia que tienen la intensidad, la

frecuencia y la interacción de estos dos factores en los comportamientos. Este

procedimiento se realizó para los datos obtenidos durante y post estimulación. Para

estas pruebas se tomó un valor de significancia alfa de 0.05

Hipótesis ANOVA multifactorial para cada uno de los comportamientos observados:

𝐻01: 𝐿𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑛𝑖𝑣𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑠𝑜𝑛 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠

𝐻11: 𝐿𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑛𝑖𝑣𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑠𝑜𝑛 𝑑𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠

𝐻02: 𝐿𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑛𝑖𝑣𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑓𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑠𝑜𝑛 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠

𝐻12: 𝐿𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑛𝑖𝑣𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑓𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑠𝑜𝑛 𝑑𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠

𝐻03: 𝑁𝑜 ℎ𝑎𝑦 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑙𝑎 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑦 𝑙𝑎 𝑓𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎

𝐻13: 𝐻𝑎𝑦 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑙𝑎 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑦 𝑙𝑎 𝑓𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎

A continuación se muestran los resultados obtenidos para las pruebas ANOVA

multifactorial donde se resaltan los valores p menores al alfa

Tabla VIII: ANOVA multifactorial comportamiento D

Estimulación Post

F [1,21] P F [1,21] P

Intensidad 3.792 0.065 5.579 0.028

Frecuencia 0.002 0.968 0.425 0.522

Interacción 1.174 0.291 4.853 0.039

Tabla IX: ANOVA multifactorial comportamiento G

Estimulación Post

F [1,21] P F [1,21] P

Intensidad 4.919 0.038 0.726 0.404

Frecuencia 2.118 0.160 0.732 0.402

Interacción 0.078 0.783 0.726 0.404

Tabla X: ANOVA multifactorial comportamiento L

Estimulación Post

F [1,21] P F [1,21] P

Intensidad 5.174 0.034 0.804 0.380

Frecuencia 1.009 0.327 0.366 0.552

Interacción 4.262 0.052 6.980 0.015

Tabla XI: ANOVA multifactorial comportamiento N

Estimulación Post

F [1,21] P F [1,21] P

Intensidad 6.980 0.015 2.714 0.114

Frecuencia 0.057 0.813 0.026 0.874

Interacción 3.551 0.073 4.679 0.042

Tabla XII: ANOVA multifactorial comportamiento Q

Estimulación Post

F [1,21] P F [1,21] P

Intensidad 2.273 0.1466 4.668 0.0424

Frecuencia 1.058 0.3154 0.828 0.3732

Interacción 3.948 0.0601 5.092 0.0348

Tabla XIII: ANOVA multifactorial comportamiento R

Estimulación Post

F [1,21] P F [1,21] P

Intensidad 5.879 0.024 1.619 0.217

Frecuencia 2.563 0.124 1.852 0.188

Interacción 0.044 0.836 1.431 0.245

ANÁLISIS DE RESULTADOS

Se observó que los animales del grupo BiBf lamieron la pata donde recibieron la

inyección de carragenina por más tiempo durante la estimulación en comparación

con los demás grupos y con diferencia significativa respecto al grupo AiBf. Además,

se observó que los animales del grupo BiAf recogieron la pata donde recibieron la

inyección de carragenina por más tiempo durante la estimulación en comparación

con los demás grupos y con diferencia significativa también respecto al grupo AiBf.

De hecho, el grupo BiAf fue el segundo en lamer la pata por más tiempo y el grupo

BiBf fue el segundo en recoger la pata por más tiempo durante la estimulación. Ya

que estos comportamientos son indicativos de dolor, se infiere que los grupos BiBf

y BiAf percibieron una mayor cantidad de dolor durante el test de carragenina. Sin

embargo, esta inferencia es tan solo una hipótesis puesto que no se encontraron

diferencias significativas entre estos grupos y el grupo control para dichos

comportamientos.

Adicionalmente, ambos grupos tienen en común la estimulación con baja intensidad,

parece ser entonces que la frecuencia aplicada en la Hb no tiene un papel relevante

en la modulación del dolor. En cambio, las intensidades bajas podrían no solo

generar una deficiente modulación del dolor sino incluso aumentar la sensación del

mismo. Los resultados del análisis multifactorial para ver la influencia de la

intensidad y la frecuencia en los comportamientos respaldan esta hipótesis, ya que

para ninguno de los comportamientos evaluados se observó diferencias en los

niveles de frecuencia. En cambio, para los comportamientos de lamer y recoger la

pata si se observó diferencia en la intensidad empleada y no se observó diferencia

alguna en la interacción intensidad-frecuencia.

Se evidenció también que una vez culminada la estimulación, el porcentaje de

tiempo empleado por los grupos BiBf y BiAf lamiendo y recogiendo la pata donde

recibieron la inyección disminuye y ya no se encuentran diferencias significativas

con respecto a los otros grupos. Sin embargo, se aprecian diferencias entre estos

dos grupos en el porcentaje de tiempo que permanecen quietos, donde el grupo

BiBf permanece quieto el mayor porcentaje del tiempo. Esto coincide con la

inferencia de que las intensidades bajas producen mayor sensación de dolor ya que

el comportamiento de estar quieto estuvo casi siempre acompañado con el

recogimiento de la pata.

Por otro lado, los animales del grupo AiBf lamieron y recogieron la pata por menos

tiempo que los demás grupos durante la estimulación, aunque no se encontraron

diferencias significativas con el grupo control. Se observó además, que los animales

de este mismo grupo pasaron un mayor porcentaje del tiempo en dos patas en

comparación con los demás grupos con diferencias significativas con el grupo BiBf

para el tiempo post estimulación. Se infiere por tanto que la DBS con intensidad alta

en la Hb genera sensación de analgesia. Sin embargo, para comprobar esta

hipótesis sería necesario aumentar el n del experimento y plantear otras condiciones

para saber los valores exactos de intensidad que optimizan la disminución del dolor.

Aunque el mecanismo exacto por el que la DBS produce su efecto terapéutico no

es bien conocido [45] y los parámetros óptimos varían para cada área cerebral y

sujeto [46] existen indicios de que las intensidades altas tienen efectividad y que por

el contrario a medida que disminuye la intensidad reducen tanto la efectividad que

pueda provocar como los posibles efectos secundarios [47]. Lo que respalda los

resultados obtenidos. Por otro lado, se ha encontrado que la estimulación a alta

frecuencia (>130 Hz) de estructuras ricas en cuerpos celulares produce una

respuesta de inhibición, mientras que la estimulación de estructuras en las que

predominan los haces nerviosos produce excitación [45]. Sin embargo, la

frecuencia no tuvo un rol significativo en este estudio.

Adicionalmente, estudios realizados con ratas aplicando DBS en la LHb para

encontrar los parámetros óptimos que redujeran la auto administración de sacarosa

y cocaína, en los cuales estimularon también por 15 minutos se encontraron buenos

resultados con estimulación a intensidades altas. Sin embargo, se tuvieron que

realizar varios ajustes con la frecuencia. La estimulación con 10 Hz eleva la cantidad

de auto administración y estimulación a 100 Hz no la afecta en absoluto. Se

encontró que combinaciones específicas de alta y baja frecuencia optimizaban la

reducción de administración de sacarosa y cocaína [48], [49]. Otro estudio realizado

en la LHb, esta vez para controlar la depresión, obtuvo buenos resultados con

intensidades de 80–100 μA [50].

Si bien en los estudios mencionados no se tienen el mismo objetivo de investigación,

si se aplica DBS en la misma estructura. Sus resultados sugieren que efectivamente

las intensidades altas proveen buenos resultados y que es de vital importancia

seguir realizando estudios exploratorios de DBS en la Hb para estandarizar los

parámetros de estimulación dado que las variaciones de alguno de ellos producen

resultados contrastantes. Por ejemplo, la frecuencia, en el caso de estudios de

adicción, puede provocar más auto administración de sustancias y en nuestro de

caso de dolor, variaciones en la intensidad pueden marcar la diferencia entre

sensación de analgesia e hiperalgesia.

CONCLUSIONES

Hace falta aún realizar numerosos estudios no solo en la Hb sino en demás

estructuras cerebrales para entender con precisión lo que hace funcionar a la DBS

como tratamiento de varias enfermedades y así dar más garantías de su correcto

funcionamiento en humanos. En la actualidad, los parámetros óptimos que generan

mayor control sobre la enfermedad y reducen los efectos secundarios de esta

terapia se encuentran en el trascurso de varias visitas ambulatorias para realizar

ajustes al estimulador, un proceso que puede durar incluso meses. Así que las

investigaciones en animales se vuelven imprescindibles para encontrar dichos

parámetros.

En cuando al dolor, se obtuvieron indicios sólidos del papel que cumple la Hb en la

modulación del mismo. Si bien este es un estudio exploratorio y sus resultados aún

son preliminares se observó que la intensidad tiene un papel fundamental en dicha

modulación. Aunque es menester aumentar el n de estudio y observar diferencias

significativas entre los grupos que reciben estimulación y el grupo control para

realizar una aseveración concreta. Es importante mencionar que solo se realizaron

variaciones en la intensidad y la frecuencia administrada y es posible que la

optimización de los parámetros que reduzcan el dolor este determinada por

características específicas de otro tipo de parámetros como el tipo de onda.

Adicionalmente, ya que se encontraron diferencias entre los grupos en los

comportamientos evaluados para el porcentaje de tiempo durante y post

estimulación, se puede inferir que los parámetros de DBS empleados no estaban

causando un efecto relevante culminada la estimulación. Resulta de gran interés

observar los animales por tiempos superiores post estimulación y variar el tiempo

de DBS para encontrar también cual sería el indicado en el tratamiento de dolores

agudos como el generado por el test de carragenina. Esto sería un gran paso para

luego buscar estandarizar los parámetros óptimos en un modelo animal de dolor

crónico que se asemeje con más exactitud al dolor crónico que se busca modular

en humanos.

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