Rehabilitación de la función visual mediante tdcs en ratas long evans ambliopes. Rehabilitation of visual function by tdcs in amblyopic long evans rats

Resumen

La ambliopía es un término médico que define una disminución de visión en uno de los dos ojos. Por regla general está provocada porque el "cerebro" favorece el desarrollo de la visión de uno de los ojos con respecto al otro. En la mayoría de los casos no existen anomalías anatómicas en el ojo y puede desarrollarse por diversas etiologías. El problema comienza cuando las vías que transmiten los mensajes de la visión de uno de los ojos al cerebro no se desarrollan lo suficiente siendo esta patología la causa más frecuente de baja agudeza visual en niños y jóvenes; en la población joven (menores de 40 años) es 10 veces más frecuente que cualquier traumatismo o enfermedad ocular. La mayoría de las ambliopías pueden ser tratadas durante la infancia (hasta los 9-10 años de vida), aunque suelen tener un alto coste (Membreno et al. 2002). Además, se apunta a que en un tercio de los casos el tratamiento no es efectivo. En adultos y jóvenes no se suele tratar (Levi and Li, 2009). Nuestro planteamiento parte de la base de que es posible fomentar la competencia entre las aferencias de ambos ojos favoreciendo la actividad visual mediante la aplicación de estimulación eléctrica directa transcraneal (tDCS) sobre las áreas de la corteza cerebral implicadas en tal cometido. La hipótesis con la que nosotros trabajamos es que en ratas adultas ambliopes congénitas es probable que la falta de visión prolongada haya permitido la estabilización por supresión de la vías visuales a nivel cerebral, con el objetivo de compensar el déficit visual binocular (Sengpiel y Blakemore,1996; Freeman y Jelly, 1994). Sin embargo, esta estabilización natural que el cerebro realiza de manera automática para evitar fenómenos extraños en la percepción visual afecta a los sujetos disminuyendo su agudeza visual binocular así como la percepción de profundidad de campo y volumen de objetos. Esta situación se puede revertir descompensando el equilibrio actual: es decir, fomentando la actividad, y plasticidad, visual (Hess, Mansouri y Thompson, 2010, 2011). La estimulación durante un tiempo suficiente puede dar lugar a un reforzamiento de las aferencias visuales remanentes, previamente silenciadas, y por lo tanto al reclutamiento de las células postsinápticas para funciones visuales. Para ello nos basamos en trabajos de investigación previos que muestran en ambliopes adultos la existencia de suficiente plasticidad en su corteza visual: si pierden visión del ojo sano el ojo ambliope recupera, al menos en parte, la capacidad perdida. Esto indica no sólo que hay plasticidad, sino que las aferencias del ojo vago permanecen, aunque están silenciadas. Es decir, aunque funcionalmente este tipo de sujetos son funcionalmente monoculares, anatómicamente siguen conservando la binocularidad (Levi y Li, 2009). Nuestro objetivo general es el desarrollo de un modelo animal de recuperación funcional del sistema visual utilizando la privación monocular en la rata Long Evans como modelo animal y usando la estimulación con tDCS sobre la superficie del cráneo situada sobre la corteza visual, dejando abierta la puerta al uso de esta técnica como fomento de la plasticidad neuronal en pacientes adultos. Como resultado de la privación monocular durante un extenso periodo de tiempo postnatal (días 12 a 60) se observa que la función visual de los animales tratados queda seriamente comprometida. Tanto la funcionalidad del ojo ocluido como la visión binocular se ven afectadas por la falta de estimulación visual. Así, la agudeza visual del ojo ambliope es significativamente peor, igual que la agudeza visual binocular de los animales privados al realizar una tarea optomotora. Al evaluar el reflejo optomor de los animales tras recibir 8 sesiones de estimulación con tDCS se observa una recuperación total de la agudeza binocular y una mejora también significativa de la agudeza visual del ojo ambliope. En una segunda tarea evaluamos los efectos de la oclusión monocular sobre la percepción de profundidad. El resultado obtenido muestra que la privación sensorial produce una ejecución significativamente peor en la prueba del barranco. Tras la estimulación con tDCS encontramos una recuperación significativa de la percepción de profundidad en la tarea del barranco. En esta segunda fase analizamos mediante neuroimagen (PET) la actividad cerebral de los animales, encontrando que la privación altera el equilibrio metabólico entre el hemisferio contralateral e ipsilateral al ojo ambliope de la corteza visual y la corteza parietal asociativa. Por su parte, la tDCS restituye el equilibrio en dichas áreas. No se encontraron efectos significativos en otras regiones cerebrales analizadas. En la tercera serie experimental evaluamos los efectos de la oclusión monocular sobre la ejecución de una tarea visomotora simple (test SLAG) en la que el animal debe agarrarse a una varilla cuando vea un reflejo luminoso en la misma. El resultado es que la función del ojo ambliope se ve seriamente comprometida para realizar esta tarea de forma monocular (cuando se realiza binocularmente los animales no muestran problemas en su ejecución). Después de la estimulación con tDCS observamos que los animales ambliopes mejoran significativamente su ejecución. En esta misma serie analizamos los efectos de la privación sensorial y la estimulación sobre la expresión de parvoalbúmina (interneuronas GABAérgicas). No observamos diferencias entre los animales privados monocularmente y los controles, pero sí un incremento inespecífico del número de células marcadas tras la estimulación (en ambos hemisferios). Este es el primer trabajo que muestra los efectos de la tDCS en un modelo animal de ambliopía. De nuestros resultados podemos concluir que la tDCS es una estrategia terapéutica útil para tratar dicha patología. Según los resultados obtenidos en las medidas de neuroimagen, podemos extraer la conclusión de que dicho efecto está vinculado al restablecimiento del equilibrio funcional en la corteza visual primaria y parietal asociativa.