Desarrollan sistema óptico para medir ansiedad por fumar

Luis Jiménez Ángeles, profesor del Departamento de Ingeniería en Sistemas Biomédicos de la Facultad de Ingeniería, desarrolla un sistema óptico para registrar de manera no invasiva la actividad cerebral relacionada con las ganas de fumar, el cual podría ayudar a guiar la terapia contra el tabaquismo, que cada año causa 60 mil muertes en México.

Según los resultados de la última Encuesta Nacional sobre Adicciones, en el país hay 17.3 millones de fumadores: 7.3 millones son activos y el resto ocasionales.

“No hay ni habrá en el mundo ningún sistema nacional de salud que pueda atender las enfermedades derivadas del tabaquismo. Esta adicción genera grandes costos para el sector salud, pérdida de productividad laboral y mortalidad prematura”, dijo Jiménez Ángeles.

En 2015 –reportó el Instituto Belisario Domínguez del Senado de la República– el gasto de todo el sistema nacional de salud de México fue de 10 mil 656 millones de pesos. Únicamente para el infarto agudo al miocardio y las afecciones cardiovasculares, dos padecimientos asociados al consumo de tabaco, se destinaron seis mil 120 millones de pesos y dos mil 864 millones de pesos, respectivamente.

Otro gran problema es la reincidencia enorme de quienes intentan dejar de fumar. De cien personas, únicamente entre 10 y 30 logran una abstinencia de seis meses; y menos de cinco, una de un año.

Resonancia magnética funcional

¿Qué pasa en el cerebro cuando se detonan las ganas de fumar? Un estudio con resonancia magnética funcional realizado en fumadores de 18 a 50 años, con dos o más años de adicción, por Jiménez Ángeles como investigador del Centro Nacional de Investigación en Imagenología e Instrumentación Médica de la Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa, mostró que en la corteza dorso lateral prefrontal izquierda se presenta una alta actividad cuando la persona que se encuentra en abstinencia ve fotografías o videos que le ocasionan ganas de fumar.

Gracias a varios estudios en los que se evaluaron los cambios en parámetros fisiológicos y cognitivos de fumadores expuestos al consumo de nicotina y luego en un periodo de abstinencia de corto plazo, se concluyó que precisamente esa zona cerebral es la que modula dicha ansiedad.

Si se estimula poco, el sujeto no manifiesta demasiadas ganas de prender un cigarro y llevárselo a la boca; en cambio, si es mucho y de manera regular, experimenta un deseo muy grande de hacerlo.

Tres bloques

Por su alto costo (ocho o nueve mil pesos por sujeto) el estudio con resonancia magnética funcional que permite medir la actividad cerebral asociada al tabaquismo no es viable para un sistema de salud comunitaria, el especialista desarrolla, con recursos PAPIIT (Programa de Apoyo a Proyectos de Investigación e Innovación Tecnológica) de la UNAM, el ya mencionado sistema óptico para registrar de manera no invasiva la actividad cerebral relacionada con el consumo de tabaco.

“Es una opción basada en la utilización de sistemas de imagenología de espectroscopía funcional por infrarrojo cercano (fNIRS, por sus siglas en inglés)”, aseguró el experto.

El primer prototipo está integrado por tres bloques: uno de estimulación y registro (funciona con cuatro leds y un sensor óptico o medidor de luz); otro de procesamiento (lleva un cerebro principal, que es una tarjeta electrónica que cuesta 12 dólares); y otro más de envío de información a distintos medios (celular, computadora e Internet).

El sensor óptico registra los cambios de intensidad de luz relacionados con los de la hemoglobina y la oxihemoglobina que ocurren en la corteza dorso lateral prefrontal de un fumador en abstinencia sometido a estímulos visuales que detonan la ansiedad por fumar.

“El fenómeno es simple. Cuando un fumador es expuesto a un estímulo visual que detona unas ganas muy grandes de prender un cigarro y llevárselo a la boca, se emite luz infrarroja. Dependiendo de los niveles de concentración de hemoglobina y oxihemoglobina, se reflejarán distintas longitudes de onda de luz captadas por el sensor óptico”, abundó Jiménez Ángeles.

El prototipo, que va fijado a la cabeza del fumador, aún es muy grande. Actualmente, el investigador enfrenta el desafío tecnológico que significa reducir sus componentes opto-electrónicos para volverlo más cómodo y manejable.

Las señales del sensor óptico serán captadas por el cerebro principal, que a su vez las podría trasmitir a un celular, a una computadora o a un sitio en Internet, en tiempo real, para que el especialista ajuste su terapia de acuerdo con los parámetros neurofisiológicos y con lo que, en una entrevista médica, le indique el fumador sobre sus hábitos cotidianos.

“Ese sistema óptico permitirá cuantificar la actividad cerebral asociada al tabaquismo. La escala usada es autorreferenciada o arbitraria. Se mide en estado basal sin estímulo y luego con estímulo, y se ve qué tanto cambian las ondas de luz reflejadas respecto del estado basal, que es 0. No hay magnitudes 1, 2, 3…”

En la siguiente etapa se validará este sistema óptico, comparando los registros cerebrales que proporcione con la cuantificación de los procesos metabólicos obtenidos mediante resonancia magnética funcional en una población de fumadores voluntarios sometidos a una terapia de estimulación magnética transcraneal. Ya se están reclutando los sujetos para esta evaluación. Se espera tener sus resultados preliminares a principios de 2018.

“Si nuestro sistema indica lo mismo que la resonancia magnética funcional, estará validado. La tercera etapa consistirá en empezar a usarlo con pacientes del Hospital Manuel Gea González (HMGG) y del Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias (INER), para generar la documentación necesaria y gestionar su transferencia tecnológica mediante una patente.”

Estímulos olfativos, parte del estudio

La estimulación magnética transcraneal es una tecnología que ya se usa en el HMGG. Se aplica en niños con déficit de atención y en pacientes con depresión. A los primeros les frena la hiperactividad, a los segundos los activa poco a poco. “Y en un estudio preliminar encontramos que en fumadores sometidos a ella bajo una estimulación de baja frecuencia, y después de un estímulo visual, se inhiben o disminuyen las ganas de hacerlo”, comentó Jiménez Ángeles.

Por lo anterior, la UNAM, el HMGG y el INER proyectan combinar, a mediano plazo y por primera vez, la estimulación magnética transcraneal, la resonancia magnética funcional y el sistema óptico para medir la actividad cerebral asociada al tabaquismo, en una terapia más efectiva contra esta adicción.

Como parte de este proyecto se desarrollará, en colaboración con Óscar Arias, del HMGG, un sistema capaz de liberar estímulos olfativos relacionados con el consumo de tabaco, para cuantificar en qué grado y en qué proporción contribuye a disparar esta conducta adictiva. “Podremos correlacionar la cantidad de humo con la activación de la ansiedad por fumar en el cerebro”, finalizó.

SEGURO Y CÓMODO

Este sistema óptico será no invasivo, seguro, portátil, cómodo y más económico que las tecnologías disponibles en la actualidad. Se espera que su costo no rebase los cien mil pesos, para que pueda utilizarse en centros de atención juvenil.

Eventualmente podría servir, también, en terapias contra otras adicciones, como a la marihuana y la cocaína. Funcionará como un termómetro de la actividad cerebral. Será una herramienta más para el médico.

(Con información de Gaceta UNAM)