Un dispositivo mantiene el cerebro vivo y funcionando separado del durante cuerpo 5 horas

Una nueva investigación ha conseguido mantener vivo y funcionando a un cerebro animal separado del cuerpo durante cinco horas, lo que ayudará a estudiar mejor al cerebro humano sin la influencia de otras funciones corporales.

Un equipo de investigadores liderado por la UT Southwestern Medical Center ha desarrollado un dispositivo que puede aislar el flujo sanguíneo al cerebro, manteniendo el órgano vivo y funcionando independiente del resto del cuerpo durante varias horas.

El dispositivo, probado en un modelo de cerebro de cerdo y descrito en Scientific Reports, podría conducir a nuevas formas de estudiar el cerebro humano sin la influencia de otras funciones corporales.

También podría propiciar el diseño de máquinas para el baipás cardiopulmonar que replican mejor el flujo sanguíneo natural al cerebro. Los hallazgos se basan en investigaciones previas realizadas por el mismo equipo.

Procesos regulados

"Este novedoso método permite investigar el cerebro independiente del cuerpo, permitiéndonos responder a preguntas fisiológicas de una manera que nunca se ha hecho", explica el Dr. Juan M. Pascual, profesor de Neurología, Pediatría y Fisiología en el Centro Eugene McDermott para el Crecimiento y el Desarrollo Humano en UT Southwestern.

El cerebro es el controlador maestro del cuerpo para una variedad de procesos, regulando la frecuencia cardíaca, la respiración y los ciclos de sueño y vigilia, entre otros.

A su vez, la función cerebral se ve afectada por factores que se originan en el cuerpo, como el azúcar en sangre, la presión arterial y la oxigenación. Hasta ahora no había forma de separar el cerebro del cuerpo para estudiar estas influencias, aseguran estos investigadores.

Cambios mínimos durante horas

En un modelo animal usando anestesia, los investigadores redirigieron el suministro de sangre al cerebro a través de una bomba que mantenía o ajustaba una serie de variables, incluyendo la presión arterial, el volumen, la temperatura, la oxigenación y los nutrientes.

El equipo descubrió que la actividad cerebral separada del cuerpo y otras medidas tenían cambios mínimos o nulos durante un período de cinco horas.

Aislar el cerebro permitirá a los investigadores manipular las entradas a este órgano para estudiar cómo cambian la función cerebral sin la influencia del cuerpo.

Hipoglucemia, baipás

Por ejemplo, estos investigadores ya han utilizado este sistema para comprender mejor los efectos de la hipoglucemia (bajo nivel de azúcar en sangre) en ausencia de otros factores.

Aunque los científicos pueden inducir la hipoglucemia restringiendo la ingesta de alimentos en los animales de laboratorio o dosificándolos con insulina, el cuerpo puede compensar parcialmente cualquiera de estos escenarios alterando el metabolismo y esto, a su vez, altera el cerebro.

El Dr. Pascual señaló que el dispositivo también podría mejorar la tecnología de baipás cardiopulmonar, que se utiliza para mantener el flujo sanguíneo al cerebro y otros órganos durante las cirugías cardíacas.

Estas máquinas suelen utilizar una bomba de rodillo que comprime y libera un tubo para impulsar la sangre, lo que puede dañar los glóbulos rojos y causar coágulos. El dispositivo desarrollado por el equipo de UTSW utiliza una bomba centrífuga que evita estos problemas y permite un control más preciso de las variables que afectan al cerebro.

"Creemos que este dispositivo tiene el potencial de mejorar los resultados de los pacientes que se someten a baipás cardiopulmonar y reducir las complicaciones neurológicas asociadas a este procedimiento", concluye el Dr. Pascual.

Referencia

Maintenance of pig brain function under extracorporeal pulsatile circulatory control (EPCC). Muhammed Shariff et al. Scientific Reports volume 13, Article number: 13942 (2023).