Mejora de la función olfativa con electroestimulación auricular

En la literatura anterior sobre modelos animales, la estimulación invasiva del nervio vago usando altas frecuencias ha demostrado ser efectiva para modular la actividad del bulbo olfatorio (OB). Los avances recientes en la estimulación invasiva del nervio vago en humanos, a pesar de hallazgos previos en modelos animales, utilizaron estimulación de baja frecuencia y no encontraron ningún efecto sobre el funcionamiento olfativo. El presente artículo tuvo como objetivo evaluar los efectos potenciales de la estimulación del nervio vago no invasivo, de alta y baja frecuencia en humanos, con exploración suplementaria de la corteza orbitofrontal mediante espectroscopía de infrarrojo cercano (NIRS). Saludables, participantes adultos varones ( n= 18) realizó dos pruebas olfativas [prueba de umbral de olor (OTT) y prueba de supra-umbral (STT)] antes y después de recibir estimulación del nervio vago de alta y baja frecuencia y placebo (sin estimulación). El funcionamiento olfativo del participante se controló mediante NIRS y se evaluó con dos pruebas olfativas conductuales. Los datos NIRS de parámetros de estimulación separados se analizaron estadísticamente utilizando ANOVA de medidas repetidas en diferentes etapas. Los datos de las pruebas olfativas se analizaron mediante pruebas estadísticas paramétricas y no paramétricas emparejadas. Solo la estimulación no invasiva del nervio vago de alta frecuencia pudo modular positivamente el rendimiento de los participantes sanos en el STT ( p = 0.021, prueba de Wilcoxon con clasificación de signos), con diferencias significativas en NIRS ( p = 0.014, post-hoccon corrección de Bonferroni ) grabaciones de la corteza hemisférica derecha, orbitofrontal. Los resultados del artículo actual imploró una mayor exploración del neurocircuito involucrado bajo la estimulación del nervio vago y los efectos de la estimulación no invasiva, de alta frecuencia, del nervio vagal hacia la disfunción olfativa que se muestra en las enfermedades de Parkinson y Alzheimer. A pesar del tamaño del efecto suficiente (efecto moderado, coeficiente de correlación (r): 0,39 para el STT) del estudio actual, la investigación futura debe replicar los hallazgos actuales con una cohorte más grande.

Introducción: El sistema olfativo desempeña un papel fundamental en nuestras interacciones con el medio ambiente, desde la detección de peligros hasta la determinación del consumo de alimentos ( Doty, 2012 ; Huart et al., 2013 ). Las áreas olfativas interconectadas son responsables de varios procesos del sistema nervioso central en relación con el olfato, incluida la memoria ( Velayudhan et al., 2013 ), la navegación espacial ( Alves et al., 2014 ), el placer, el estado de ánimo y la sensación ( Sobel et al. , 2003 ; Katata et al., 2009) Dentro del sistema olfativo, el bulbo olfatorio (OB) es la primera estructura de comunicación responsable del procesamiento del olor. Las fibras nerviosas olfativas, después de llegar a la cavidad craneal, se conectan a las células mitrales y con mechones del OB y, a través del tracto olfativo y el tubérculo olfatorio, se proyectan hacia la corteza olfatoria ( Powell et al., 1965 ; Savic et al., 2000 ). El tracto olfatorio se proyecta hacia los centros olfativos primarios (cerebrales) que incluyen la corteza entorrinal, la corteza piriforme y la circunvolución parahippocampal, y luego hacia los centros olfativos secundarios (cerebrales) que incluyen el hipotálamo, el tálamo y la corteza orbitofrontal (OFC) ( sávico et al., 2000 ; Sobel et al., 2003 ; Katata et al., 2009) Un componente integral del sistema olfativo, el OFC, funciona como la principal proyección neocortical, actuando como una estación de retransmisión para todas las entradas aferentes que llegan desde numerosas áreas olfativas y enviando comentarios en consecuencia ( Gottfried, 2006 ; Patel y Pinto, 2014 ).

Aproximadamente la mitad de la población de edad avanzada entre 65 y 80 años presenta alteraciones olfativas ( Doty et al., 1984b ; Duffy et al., 1995 ; Murphy et al., 2002 ). Además, se encuentra que la disfunción olfatoria es una queja común en las primeras etapas de enfermedades neurológicas como la enfermedad de Alzheimer (EA) y la enfermedad de Parkinson (EP), con una prevalencia de más del 90% y una mayor incidencia en los hombres ( Duff et al. , 2002 ; Doty, 2012 ; Alves et al., 2014 ). Particularmente con AD, discriminación de olores ( Fusetti et al., 2010 ) y habilidades de identificación ( Rezek, 1987 ; Motomura y Tomota, 2006), están deteriorados desde la etapa más temprana de la enfermedad. La presencia de alteraciones olfativas en la etapa temprana de la EA se ha relacionado con varios factores que ocurren inicialmente en la corteza entorrinal, una de las principales terminales de la corteza olfatoria primaria. Esto incluye los compuestos patológicos de AD (proteína precursora tau y amiloide) ( Naslund et al., 2000 ; Desikan et al., 2012 ), junto con la reducción del volumen sanguíneo cerebral ( Khan et al., 2014 ) y el adelgazamiento del área cortical ( Fennema-Notestine et al., 2009 ; Karow et al., 2010 ; Velayudhan et al., 2013) Las deficiencias en la corteza entorrinal también se consideran el vínculo con la disfunción olfatoria en las regiones corticales interconectadas asociadas ( Khan et al., 2014 ).

En la EP, las deficiencias en la detección de olores ( Doty, 2012 ), la identificación de olores, la discriminación de olores ( Mesholam et al., 1998 ) y las medidas olfativas por encima del umbral ( Doty y Kamath, 2014 ), son uno de los primeros síntomas no motores, síntomas motores anteriores por varios años ( Ross et al., 2008 ; Doty, 2012 ). Las deficiencias en la EP están asociadas con la presencia de cuerpos lewy, que representan cuerpos de inclusión distintivos que subyacen a las disfunciones neuroanatómicas en esta condición. Los cuerpos de Lewy están presentes desde la etapa más temprana de la EP, identificada en el núcleo olfativo y el OB, pero también en el núcleo dorsal del nervio vago (DMV) ( Li et al., 2016) La propagación de los cuerpos lewy a lo largo de las etapas de la EP, inicialmente comienza en el DMV, luego se extiende a lo largo de los núcleos del tronco encefálico a la sustancia compacta nigra-pars y finalmente a la corteza ( Braak et al., 2003 ; Doty, 2012 ; Li et al. , 2016 ). Esta evidencia apunta a una conexión importante entre el nervio vago y las áreas de procesamiento olfativo de la corteza que es responsable del desarrollo temprano de la disfunción olfatoria en la EP.

García-Díaz y cols. (1984) realizaron el primer estudio sobre modelos animales para demostrar la capacidad de la estimulación invasiva del nervio vago (ENV) en la modulación de la actividad neuronal del OB. Este estudio mostró que las neuronas OB ipsilaterales exhibieron un aumento en la actividad de disparo bajo VNS de alta frecuencia (80 Hz) pero no bajo VNS de baja frecuencia (20-40 Hz). En estudios posteriores, la ENV invasiva en pacientes humanos con epilepsia médicamente intratable ( Kirchner et al., 2004 ) y depresión resistente a la terapia ( Sperling et al., 2011 ), utilizó estimulación de baja frecuencia, donde no hubo efectos significativos de la VNS en las pruebas olfativas funcionales. fueron encontrados. De hecho, la investigación aún no ha abordado la cuestión de si VNS de alta frecuencia, como se demostró en investigaciones anteriores sobre modelos animales (García-Díaz et al., 1984 ), es capaz de modular el rendimiento olfativo en humanos.

En un estudio reciente, Frangos et al. (2015) ha demostrado que el ENV no invasivo de la rama auricular del nervio vago a través de la cicaquea izquierda del oído externo, produce efectos similares al ENV invasivo. Este hallazgo resalta los beneficios potenciales del uso de ENV no invasivo, similar a la aplicación de ENV invasivo en estudios previos ( García-Díaz et al., 1984 ; Kirchner et al., 2004 ; Sperling et al., 2011 ). Explorar los beneficios potenciales de la ENV de alta frecuencia, en base a un estudio previo que utiliza ENV invasiva en modelos animales ( García-Díaz et al., 1984), el presente estudio tuvo como objetivo examinar los posibles efectos de la ENV no invasiva, de alta y baja frecuencia en humanos, con exploración suplementaria de la activación de OFC mediante espectroscopía de infrarrojo cercano (NIRS).

Maharjan, Wang, Peng y Cakmak. Frente. Neurosci., 24 de abril de 2018

Todo el artículo: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2018.00225/full