La hibernación se puede inducir orientando ultrasonidos a una zona del cerebro

La hibernación se puede inducir dirigiendo ultrasonidos a una región del cerebro, una técnica no invasiva que funciona tanto en ratones (que hibernan naturalmente) como en ratas (que no hibernan), lo que plantea la posibilidad de que se emplee en humanos para emergencias agudas graves y en viajes espaciales, algo que suscita todavía serias dudas.

Dirigiendo ultrasonidos hacia una zona concreta del cerebro, científicos de la Universidad de Washington han conseguido inducir en ratas y ratones un estado muy parecido a la hibernación llamado torpor o letargo.

Mediante esta técnica, las ondas de ultrasonido penetran de manera no invasiva en el cráneo y activan temporalmente las neuronas que conducen a una reducción de la temperatura corporal y ralentizan el metabolismo.

Según los autores de esta investigación, que publican sus resultados en la revista Nature Metabolism, si lograra aplicarse en humanos, esta técnica podría utilizarse en viajes espaciales o en medicina, para aumentar las probabilidades de supervivencia ante situaciones de riesgo vital, como infartos o ictus.

Aunque se necesita más investigación para determinar si esta técnica funcionaría de manera segura en humanos, los autores argumentan que una técnica no invasiva y reversible para ralentizar el metabolismo y reducir la temperatura corporal podría aplicarse después de emergencias agudas o enfermedades agudas graves, e incluso que sería útil para futuros viajes espaciales de larga distancia.

Dudas sobre aplicación a humanos

Sin embargo, Vladyslav Vyazovskiy, Profesor de Fisiología del Sueño en la Universidad de Oxford (Reino Unido), en declaraciones a SMS, se muestra prudente sobre esta posibilidad.

Plantea que esta investigación no aclara si la estimulación con ultrasonidos de la zona seleccionada del cerebro induce un estado alterado de excitación y consciencia o solo a un estado de sueño: los cambios inducidos por la estimulación en este estudio son dudosos al respecto, matiza.

La cuestión no aclarada es si se ha inducido una hibernación fisiológica normal o un estado anormal, un matiz importante porque esta técnica puede tener consecuencias muy negativas para el organismo y el cerebro, si se aplica sin más a seres humanos.

Hay que tener en cuenta al respecto que la zona del hipotálamo implicada en esta investigación es una región muy profunda del cerebro humano, por lo que sería difícil imaginar que un estímulo extracraneal sea eficaz sin interferir con las regiones cerebrales intermedias, destaca por su parte Domenico Tupone, profesor en el departamento de Ciencias Biomédicas y Neuromotoras de la Universidad de Bolonia (Italia), también en declaraciones a SMC.

Más reservas

Aunque es muy probable que los seres humanos puedan hibernar de alguna manera, los mecanismos neurofisiológicos y moleculares subyacentes pueden ser muy diferentes a los de otros animales. Por ejemplo, el torpor diario puede inducirse en ratones mediante ayuno agudo, algo que no ocurre en humanos, destaca Vyazovskiy.

Además, los hibernadores estacionales inician la preparación para la hibernación muchas semanas antes de que se produzca, y esto puede suceder incluso sin ninguna aportación externa.

Los humanos somos menos estacionales y, por tanto, los mecanismos y el significado de la hibernación en los humanos puede ser muy diferente, añade Vyazovskiy.

Metodología

Para alcanzar este resultado, el equipo autor de este estudio, del que es primer autor Yaoheng Yang, desarrolló un emisor de ultrasonido que se puede montar en la cabeza de ratones que se mueven libremente.

Apuntaron pulsos ultrasónicos de 10 segundos hacia el área preóptica del hipotálamo, una región del cerebro conocida por regular la hibernación.

Esta acción desencadenó una caída inmediata en la temperatura corporal de varios grados (en promedio, 3 a 3,5 °C), junto con una frecuencia cardíaca reducida y un consumo reducido de oxígeno, tanto en ratones macho como hembras. Después de dos horas, los animales se habían recuperado por completo.

Hasta 24 horas

Luego, los autores combinaron su emisor de ultrasonido con un sistema automatizado que administra un pulso ultrasónico repetido una vez que la temperatura corporal comienza a aumentar: de esta forma pudieron mantener a los animales en este estado de letargo hasta 24 horas, sin signos de daño o incomodidad.

Los autores también demuestran que la técnica funciona no solo en ratones (un animal hibernador), sino también en ratas, un animal que no hiberna naturalmente, aunque su temperatura corporal solo bajó en un promedio de 1 a 2°C en este experimento.

Según los autores, esto indica que los procesos fisiológicos que regulan la respuesta metabólica podrían estar presentes en los mamíferos que no hibernan, algo sobre lo que Vyazovskiy se muestra escéptico.

Referencia

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Induction of a torpor-like hypothermic and hypometabolic state in rodents by ultrasound. Yaoheng Yang et al. Nature Metabolism, 25 May 2023. DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-023-00804-z