La neurociencia traslacional es el campo de estudio que aplica la investigación de la neurociencia para traducir o desarrollar aplicaciones clínicas y terapias novedosas para los trastornos del sistema nervioso . [1] [2] El campo abarca áreas como la estimulación cerebral profunda , interfaces cerebro-máquina , neurorrehabilitación y el desarrollo de dispositivos para el sistema nervioso sensorial, como el uso de implantes auditivos , implantes de retina y pieles electrónicas .
La investigación en neurociencia traslacional se clasifica en etapas de investigación, que se clasifican mediante un sistema de cinco niveles (T0-T4), comenzando con la investigación científica básica y terminando con las aplicaciones de salud pública de los descubrimientos científicos básicos. [3] Si bien una vez se consideró una progresión lineal de la ciencia básica a la aplicación de la salud pública, la investigación traslacional y la neurociencia traslacional en particular, ahora se considera como un ciclo, donde las necesidades de salud pública informan la investigación científica básica, que luego trabaja para descubrir los mecanismos de problemas de salud pública y trabaja para la implementación clínica y de salud pública.
La electrofisiología se utiliza dentro de la neurociencia traslacional como un medio para estudiar las propiedades eléctricas de las neuronas en modelos animales, así como para investigar las propiedades de la disfunción neurológica humana. [3] Las técnicas utilizadas en modelos animales, como las grabaciones de parche-clamp , se han utilizado para investigar cómo responden las neuronas a los agentes farmacológicos. La electroencefalografía (EEG) y la magnetoencefalografía (MEG) se utilizan para medir la actividad eléctrica en el cerebro humano y se pueden utilizar en entornos clínicos para localizar la fuente de disfunción neurológica en enfermedades como la epilepsia., y también se puede utilizar en un entorno de investigación para investigar las diferencias en la actividad eléctrica en el cerebro entre individuos normales y neurológicamente disfuncionales. [3]
La neuroimagen comprende una variedad de técnicas que se utilizan para observar la actividad o las estructuras del sistema nervioso o dentro de él. La tomografía por emisión de positrones (PET) se ha utilizado en modelos animales, como primates y roedores no humanos, para identificar y atacar mecanismos moleculares de enfermedades neurológicas y para estudiar el impacto neurológico de la adicción a las drogas farmacológicas. [5] [6] [7] De manera similar, la resonancia magnética funcional (fMRI) se ha utilizado para investigar los mecanismos neurológicos de la adicción a las drogas farmacológicas, los mecanismos neurológicos de los trastornos del estado de ánimo y la ansiedad en las poblaciones ancianas y los mecanismos neurológicos de trastornos tales como comola esquizofrenia . [8] [9] [10] [11]
La terapia genética es la administración de ácido nucleico como tratamiento para un trastorno. En neurociencia traslacional, la terapia génica es la administración de ácido nucleico como tratamiento para un trastorno neurológico. Se ha demostrado que la terapia génica es eficaz en el tratamiento de una variedad de trastornos, incluidos los trastornos neurodegenerativos como la enfermedad de Parkinson (EP) y la enfermedad de Alzheimer (EA) , en modelos de primates en roedores y no humanos, y en humanos, mediante la aplicación de factores neurotróficos , tales como el factor de crecimiento nervioso (NGF) , el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) y el factor neurotrófico derivado de la línea de células gliales (GDNF) , y mediante la aplicación de enzimas comodescarboxilasa del ácido glutámico (GAD) , que comúnmente usa virus adenoasociados (AAV) como vector. [12] [13] [14] [15]
Las células madre , en particular las células madre pluripotentes inducidas (iPSC) , se utilizan en la investigación de la neurociencia traslacional no solo como tratamiento para los trastornos del sistema nervioso, sino también como fuente de modelos de disfunción neural. [16] Por ejemplo, debido a las capacidades regenerativas limitadas del sistema nervioso central, las células madre embrionarias humanas (hESC) , un tipo de célula madre pluripotente, se han utilizado como reemplazo de las neuronas dañadas, un enfoque novedoso que implica el trasplante quirúrgico de células madre fetales [17]