Neuromodulación en la rehabilitación neuropsicológica: aplicaciones, beneficios y futuro de la estimulación cerebral no invasiva

El neuropsicólogo clínico Gabriel Perea Guzmán analiza cómo la neuromodulación no invasiva (tDCS, tACS, tRNS, EMT) potencia la rehabilitación neuropsicológica, sus aplicaciones clínicas y su proyección futura en estimulación cognitiva.

Introducción

Desde hace cientos de años, la humanidad ha alterado su actividad cerebral a través de diferentes métodos y con diferentes propósitos, por ejemplo, el uso ritual de la mescalina y de la ayahuasca, el uso lúdico del opio o el uso terapéutico del cannabis. La historia del uso de plantas con fines rituales, medicinales o lúdicos es extensa. 

Sin embargo, la humanidad también ha intentado modificar la actividad cerebral a través de la electricidad. Los egipcios conocían las propiedades eléctricas del pez bagre, pero fue hasta Aristóteles y Platón que se documentó el uso medicinal del pez torpedo el cual se usaba para tratar la migraña, ataques de gota y otros males. Sí, la primera fuente de electricidad para la neuromodulación fue un pez. 

Transcurrieron varios siglos para que Otto von Guericke construyera en 1660 el generador electrostático, considerado el primer estimulador eléctrico de origen no animal. A partir de ese momento, la historia de la neuromodulación ha sido vertiginosa, en algunas épocas más que en otras. 

¿Qué es la neuromodulación en neurorrehabilitación? 

Parte del funcionamiento del sistema nervioso central y periférico descansa en dos subsistemas, uno eléctrico y otro químico. Ambos son interdependientes y, si alteras uno, alteras al otro. La epilepsia es el mejor ejemplo de cómo la hiper sincronización excitatoria modifica los niveles de glutamato y dopamina. 

Por supuesto, otros cuadros neuropsiquiátricos conllevan una profunda alteración electro-química de distintas redes cerebrales que se traduce en alteraciones cognitivas y conductuales.

Definición de neuromodulación

La capacidad de modificar la actividad cerebral con fines terapéuticos recibe el nombre de neuromodulación y dicho término hace referencia a la inducción de cambios en la actividad neuronal al administrar agentes eléctricos o magnéticos en áreas más o menos específicas para producir cambios en la cognición, la regulación emocional y conductual. 

Tipos de neuromodulación: invasiva y no invasiva

Se distinguen dos tipos de neuromodulación, la invasiva y la no invasiva. 

Dentro de la neuromodulación invasiva se encuentra la Estimulación Cerebral Profunda o DBS por sus siglas en inglés (Deep Brain Stimulation), una técnica utilizada desde hace décadas en patologías como el párkinson o el trastorno obsesivo compulsivo (TOC), la cual supone la colocación de uno o varios estimuladores a través de un procedimiento quirúrgico, dichos estimuladores entregan pulsos eléctricos que modifican la actividad cerebral. 

Por otro lado, cuando hablamos de neuromodulación no invasiva, hacemos referencia principalmente a la estimulación magnética transcraneal (EMT) y a la estimulación eléctrica transcraneal (tES).

Ambas utilizan un campo eléctrico para regular o modificar la actividad de circuitos y redes cerebrales, pero lo hacen de manera distinta. 

Estimulación magnética transcraneal (EMT)

La EMT utiliza una bobina por la cual se hace pasar corriente de alta intensidad creando un campo magnético; esta bobina se coloca sobre la cabeza de tal forma que el vector primario sea perpendicular a la zona a estimular. 

Este campo magnético viaja a través de la piel, hueso y meninges y, una vez que llega a las neuronas, se convierte en un campo eléctrico secundario causando potenciales de acción que se propagan a través de circuitos o redes. Dependiendo de ciertos parámetros como la frecuencia, puede inducirse una mayor o menor excitabilidad.

La EMT recibió la primera aprobación de la Food and Drug Administration FDA para el tratamiento de la depresión en 2008 y es la más utilizada en el ámbito psiquiátrico. 

Sin embargo, también ha sido utilizada en el ámbito de la neurología clínica para la rehabilitación de afasias y trastornos motores secundarios a eventos cerebro vasculares. 

Estimulación transcraneal con corriente directa (tDCS)

Por otro lado, la estimulación eléctrica transcraneal (tDCS) utiliza una configuración de electrodos la cual forma un circuito por el cual se hace llegar un estímulo eléctrico a las neuronas de la corteza cerebral. Su principal mecanismo de acción es la modulación subumbral de los potenciales de membrana en reposo. 

A diferencia de la EMT, que produce cambios en los potenciales de acción, la estimulación eléctrica transcraneal (tDCS) modula la actividad neuronal espontánea, es decir, modifica el umbral de descarga y con ello cambia la probabilidad de disparo. El mecanismo fisiológico subyacente a la inducción de plasticidad es principalmente un proceso glutamatérgico que involucra a los receptores NMDA. 

La rehabilitación de la heminegligencia tras el ictus

Estimulación transcraneal con corriente alterna (tACS)

Por otro lado, existen diferentes formas de entregar el campo eléctrico lo cual confiere una mayor versatilidad a la técnica. 

La más usada, la estimulación transcraneal con corriente directa (tDCS) entrega una corriente de baja intensidad de forma continua la cual modula los potenciales de membrana -excitatorios o inhibitorios-, dependiendo de la polaridad de los electrodos. 

La estimulación con corriente alterna (tACS) utiliza una corriente eléctrica oscilante u onda sinusoidal la cual influye en la forma en que se sincronizan las oscilaciones de diferentes frecuencias cerebrales (beta, alfa, theta, etc). 

Estimulación transcraneal con ruido aleatorio (tRNS)

Finalmente, la estimulación con ruido aleatorio (tRNS) utiliza una corriente de amplitud y frecuencia que varían de forma aleatoria.

De las tres, la tRNS es la menos estudiada mientras que la tDCS es la que más evidencia posee, sin embargo, la tACS comienza a ganar terreno en la rehabilitación neuropsicológica debido a su capacidad para modular las oscilaciones cerebrales. Todas las áreas que reciben la estimulación -al menos las áreas que se encuentran entre los dos electrodos- se modulan de forma similar.

Integración de la neuromodulación con tareas de rehabilitación

En la estimulación eléctrica transcraneal (tES) es fundamental complementar el uso de la técnica con tareas o paradigmas de rehabilitación. 

Como sabemos, al enfrentar una tarea, una o más redes muestran cambios en su actividad y dichos cambios se codifican en parámetros espaciales y temporales. A través de las técnicas citadas es posible modular la excitación o inhibición de uno o varios nodos de dichas redes, al mismo tiempo que la persona enfrenta las demandas cognitivas propias de una tarea y con ello aumenta o disminuye la probabilidad de una conducta. 

Un ejemplo de ello es implementar un protocolo de tDCS con estimulación anódica en la corteza pre frontal izquierda a 1.5 mA que, durante quince sesiones de 20 minutos, utiliza de forma concurrente tareas Go/no-Go para mejorar el control inhibitorio en sujetos con Trastorno por Déficit de Atención (TDA) de presentación predominante hiperactivo-impulsivo.

No debemos olvidar que la tDCS, la tACS o la tRNS únicamente modifican la probabilidad de descarga, pero el resultado final depende del estado fisiológico previo de la red diana así como del tipo de estimulación concurrente.

Parámetros en neuromodulación cognitiva

El resultado de un programa de neuromodulación dependerá de los siguientes parámetros:

• Montaje: es la disposición de los electrodos en la superficie de trabajo y habitualmente se utiliza el Sistema Internacional 10/20 para EEG. La polaridad de los electrodos determinará la probabilidad de excitación (ánodo) o inhibición (cátodo). 
• Electrodo: son conductores eléctricos utilizados para hacer contacto con la parte no eléctrica de un circuito. Existen diferentes tamaños y formas lo cual influye en la densidad de corriente siendo los electrodos de anillo los que logran una mayor focalización de la intensidad. Se utiliza siempre una solución salina o gel conductor para mejorar la conductividad.
• Amperio: es la unidad utilizada para medir la cantidad de energía que fluye a través de un circuito por segundo. Los mA son la milésima parte de un amperio y los rangos de estimulación que suelen utilizarse son de 1, 1.5 o 2 mA. En términos generales, en neuromodulación pediátrica se utiliza 1 o 1.5 mA mientras que en adultos se elige 2 mA.
• Tipo de corriente: existen tres formas de entregar la corriente eléctrica. La corriente continua (tDCS), la corriente alterna o sinusoidal (tACS) y el ruido o flujo aleatorios (tRNS).
• Estimulación concurrente: se refiere a la presencia o ausencia de un paradigma de estimulación cognitiva, por ejemplo, ejercicios de denominación mientras se realiza estimulación anódica de áreas anteriores izquierdas. Puede ser on-line (ocurre al mismo tiempo que la neuromodulación) u off-line (ocurre antes o después de la neuromodulación).
• Duración de la sesión: la mayoría de las sesiones en el contexto clínico tienen una duración de 20 a 30 minutos.
• Número de sesiones y frecuencia: en casi todos los protocolos de uso clínico, se dan entre 15 y 20 sesiones con una frecuencia máxima de dos sesiones por día con un intervalo de descanso de dos a tres horas.

Estas variables se combinarán para así poder estructurar un protocolo el cual responde a las necesidades del paciente y las metas terapéuticas.

Es altamente recomendable hacer una evaluación antes y después de la aplicación del protocolo. Nuestra recomendación, es que dicha evaluación contemple un nivel fisiológico con el EEG o los Potenciales Cognitivos Evocados, un nivel conductual con las escalas y auto reportes, y el nivel cognitivo a ser evaluado mediante pruebas o baterías neuropsicológicas.

Conclusión

La combinación entre la rehabilitación neuropsicológica tradicional y la neuromodulación no invasiva comienza a transformar los enfoques terapéuticos, abriendo un panorama lleno de posibilidades. Cada vez son más los hospitales y centros especializados que incorporan estas técnicas a sus programas, respaldados por una creciente evidencia científica y por los resultados empíricos que muestra una progresión más rápida en la recuperación de los pacientes.

En población infantojuvenil, la técnica más empleada es la estimulación eléctrica transcraneal. Su carácter no invasivo, su portabilidad y la facilidad de aplicación la convierten en una alternativa accesible y segura, especialmente si se compara con la estimulación magnética transcraneal, que demanda mayor control motor por parte del paciente. La estimulación eléctrica, además, ha evolucionado hacia variantes más específicas como la tACS, la cual promete efectos positivos en la cognición dado el potencial que tiene para inducir sincronización de oscilaciones entre diferentes redes que potencia determinados procesos cognitivos.

No obstante, para consolidar estos avances se vuelve indispensable contar con sistemas de evaluación rigurosos que permitan medir el impacto real de las intervenciones. Esto implica valorar los cambios en múltiples niveles: el conductual, a través de escalas como el BRIEF o el SENA; el electrofisiológico, mediante registros de EEG; y el cognitivo, con la aplicación de pruebas y tareas neuropsicológicas. Solo de esta manera será posible establecer con claridad el alcance de la neuromodulación en la práctica clínica.

Es importante recordar que estas técnicas, por sí solas, no constituyen una terapia. Su verdadero potencial surge cuando se integran en programas de rehabilitación amplios y coordinados, donde la colaboración de equipos multidisciplinarios asegura un abordaje integral. Así, la neuromodulación no invasiva se perfila como un recurso valioso, no aislado, sino en sinergia con otras estrategias, marcando el inicio de una nueva era en la rehabilitación neuropsicológica.

Bibliografía

• Bayona Prieto, Jaime A. Bayona, Edgardo León-Sarmiento, Fidias. (2011). Neuroplasticidad, Neuromodulación y Neurorrehabilitación: Tres conceptos distintos y un solo fin verdadero. Salud , 27, 95–107.
• Cohen, S. L., Bikson, M., Badran, B. W., & George, M. S. (2022). A visual and narrative timeline of US FDA milestones for Transcrania Magnetic Stimulation (TMS) devices. Brain Stimulation, 15(1), 73–75. https://doi.org/10.1016/j.brs.2021.11.010
• Ditye, T., Jacobson, L., Walsh, V., & Lavidor, M. (2012). Modulating behavioral inhibition by tDCS combined with cognitive training. Experimental Brain Research, 219(3), 363–368. https://doi.org/10.1007/s00221-012-3098- 4
• Gildenberg, P. L. (2005). Evolution of neuromodulation. Stereotactic and Functional Neurosurgery, 83(2–3), 71–79. https://doi.org/10.1159/000086865
• González Rodríguez, B., Marrón, E. M., Ríos-Lago, M., Arroyo Ferrer, A., González-Zamorano, Y., Sánchez Cuesta, F. J., De Noreña, D., & Romero, J. P. (2025). Randomized, triple-blind, and parallel-controlled trial of transcranial direct current stimulation for cognitive rehabilitation after stroke. Journal of Visualized Experiments: JoVE, 220. https://doi.org/10.3791/67809 
• Grover, S., Fayzullina, R., Bullard, B. M., Levina, V., & Reinhart, R. M. G. (2023). A meta-analysis suggests that tACS improves cognition in healthy, aging, and psychiatric populations. Science Translational Medicine, 15(697), eabo2044. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.abo2044
• Lu, H., Zhang, Y., Qiu, H., Zhang, Z., Tan, X., Huang, P., Zhang, M., Miao, D., & Zhu, X. (2024). A new perspective for evaluating the efficacy of tACS and tDCS in improving executive functions: A combined tES and fNIRS study. Human Brain Mapping, 45(1), e26559. https://doi.org/10.1002/hbm.26559 
• Rushworth, M. F. S., Hadland, K. A., Paus, T., & Sipila, P. K. (2002). Role of the human medial frontal cortex in task switching: a combined fMRI and TMS study. Journal of Neurophysiology, 87(5), 2577–2592. https://doi.org/10.1152/jn.2002.87.5.2577 
• Sarmiento, C. I., San-Juan, D., & Prasath, V. B. S. (2016). Brief history of transcranial direct current stimulation (tDCS): from electric fishes to microcontrollers. Psychological Medicine, 46(15), 3259–3261. https://doi.org/10.1017/S0033291716001926 
• Woods, A. J., Antal, A., Bikson, M., Boggio, P. S., Brunoni, A. R., Celnik, P., Cohen, L. G., Fregni, F., Herrmann, C. S., Kappenman, E. S., Knotkova, H., Liebetanz, D., Miniussi, C., Miranda, P. C., Paulus, W., Priori, A., Reato, D., Stagg, C., Wenderoth, N., & Nitsche, M. A. (2016). A technical guide to tDCS, and related non-invasive brain stimulation tools. Clinical Neurophysiology: Official Journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology, 127(2), 1031–1048. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2015.11.012 

Si te ha gustado este artículo acerca del neuromodulación en la rehabilitación neuropsicológica, seguramente te interesen estos artículos de NeuronUP: