Una década de SPARC y más de 350 millones de dólares en financiación: del mapeo neuronal a la modulación precisa del nervio vago

Introducción

El latido cardíaco, la motilidad gastrointestinal y el llenado de la vejiga están regulados por el sistema nervioso autónomo. Al influir en la actividad neuronal mediante estimulación eléctrica, los investigadores esperan desarrollar nuevas intervenciones para las disfunciones de los órganos. Sin embargo, dirigir la estimulación con precisión hacia las fibras nerviosas relevantes para una enfermedad y producir respuestas orgánicas reproducibles requiere responder varias preguntas concretas. ¿Hacia dónde se proyectan los nervios? ¿Cuánto varían entre las personas? ¿Qué funciones cambian después de la estimulación y cómo pueden detectarse rápidamente los efectos fuera del objetivo?

En 2026, Bhavesh Patel y sus colaboradores publicaron una revisión en Bioelectronic Medicine en la que resumieron los principales resultados del programa Stimulating Peripheral Activity to Relieve Conditions (SPARC) de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos (NIH). El programa, iniciado en 2015, concedió más de 350 millones de dólares a casi 100 proyectos, que generaron más de 500 publicaciones.

La revisión describe cómo los mapas neuronales, las herramientas tecnológicas y los recursos abiertos apoyan conjuntamente la neuromodulación de precisión. También destaca los retos que siguen existiendo para trasladar la investigación fundamental a las aplicaciones clínicas.

Principales desafíos de la neuromodulación de precisión

El nervio vago conecta el cerebro con varios órganos internos y es un objetivo importante de la medicina bioelectrónica. Sin embargo, un solo nervio contiene fibras con trayectorias y funciones diferentes, por lo que la estimulación puede afectar tanto al órgano objetivo como a otros procesos fisiológicos. La colocación de los electrodos, la organización fascicular y los parámetros de estimulación determinan conjuntamente qué fibras se activan.

Los estudios entre especies resumidos en la revisión identificaron diferencias morfológicas entre los nervios vagos humanos, porcinos y de rata, con una variabilidad mayor entre las muestras humanas. Los modelos también mostraron que aplicar parámetros idénticos puede producir respuestas neuronales muy diferentes, tanto entre individuos de una misma especie como entre especies distintas. Reutilizar directamente o escalar linealmente los parámetros de estimulación de experimentos con animales no garantiza una activación equivalente de las fibras nerviosas en seres humanos. Esta es una de las razones por las que SPARC ha desarrollado conjuntamente la cartografía anatómica, el registro funcional y el modelado computacional. Comprender tanto la estructura nerviosa como las respuestas a la estimulación puede ayudar a elegir mejor los electrodos y los parámetros.

Marco de investigación y objetivos específicos de cada fase

La Fase 1 de SPARC se desarrolló entre 2015 y 2021 y se centró en la cartografía anatómica y funcional, el desarrollo tecnológico, la investigación traslacional y la infraestructura de datos. Los primeros esfuerzos de cartografía abarcaron principalmente el corazón, los pulmones, el estómago, el colon y la vejiga, antes de ampliarse a otros órganos, animales grandes y modelos de enfermedad.

La Fase 2, iniciada en 2022, puso mayor énfasis en el nervio vago humano. El proyecto Reconstructing Vagal Anatomy (REVA) utilizó disecciones de cadáveres humanos y técnicas de imagen a distintas escalas para caracterizar el nervio a lo largo de su recorrido y en los puntos de ramificación, comparando aspectos como el diámetro del nervio, el número de fascículos y el grosor del perineurio.

El estudio Vagus Nerve Stimulation (VNS) Endpoints from Standardized Parameters (VESPA) recopila mediciones fisiológicas de varios órganos en respuesta a una estimulación estandarizada en pacientes con dispositivos VNS implantados. Estos estudios ayudan a establecer relaciones entre los parámetros de estimulación y las respuestas fisiológicas. Sin embargo, la revisión no proporciona un tamaño de muestra común, un diseño de control común ni un conjunto de resultados de criterios de valoración primarios para evaluar la eficacia entre distintas indicaciones. Tras la conclusión formal del programa en 2025, algunas actividades han continuado mediante extensiones sin coste, intercambio de datos e iniciativas relacionadas.

Avances en cartografía neuronal y tecnología

Uno de los resultados de SPARC es la organización de conocimientos que antes estaban dispersos sobre las conexiones neuronales en mapas consultables. Los investigadores pueden seleccionar un nervio en un modelo anatómico tridimensional de todo el cuerpo y examinar las poblaciones neuronales asociadas y sus trayectorias.

Figura 1. Mapas tridimensionales de la anatomía de todo el cuerpo y de la conectividad neuronal. El panel izquierdo muestra seleccionado el segundo nervio esplácnico lumbar izquierdo en un modelo tridimensional de todo el cuerpo. Los paneles de la derecha muestran las poblaciones neuronales asociadas que recorren ese nervio en mapas de conectividad femeninos y masculinos. Al vincular la anatomía espacial con la información de conectividad, la plataforma permite realizar consultas anatómicas y generar hipótesis.

El desarrollo tecnológico también ha incorporado información estructural al diseño de la estimulación. ASCENT (Automated Simulations to Characterize Electrical Nerve Thresholds) combina la anatomía específica de cada muestra, la geometría de los electrodos y los parámetros de estimulación para predecir la activación neuronal, lo que ayuda a comparar distintos enfoques antes de realizar experimentos. Las predicciones de los modelos aún deben comprobarse mediante registros experimentales.

Otra línea de trabajo integra la estimulación con la información fisiológica. El sistema OpenNerve utiliza un diseño modular que permite la estimulación neuronal y la adquisición de varios tipos de señales biológicas. La modulación en circuito cerrado pretende utilizar el estado del órgano para determinar cuándo debe comenzar, detenerse o ajustarse la estimulación, al tiempo que se vigilan posibles efectos fuera del objetivo. Las capacidades del sistema y sus beneficios a largo plazo en enfermedades concretas requieren una validación independiente.

Figura 2. Sistema de estimulación neuronal y detección de señales de los órganos. Los cables azules se conectan a los electrodos de estimulación neuronal, mientras que los cables rojos adquieren señales de los órganos internos. El generador de impulsos implantable se comunica con un controlador externo, como un teléfono inteligente, mediante Bluetooth Low Energy. Al integrar la estimulación con la adquisición de señales fisiológicas, el sistema proporciona una base técnica para la modulación en circuito cerrado. Se trata de un esquema del sistema; los beneficios clínicos deben establecerse por separado para cada indicación.

Los recursos abiertos son otro resultado importante del programa. En febrero de 2026, el portal SPARC había publicado 414 conjuntos de datos con un total de más de 86 TB, incluidos 308 conjuntos de datos de investigación, 55 modelos computacionales y 51 modelos anatómicos. Estos recursos abarcan 7 especies, 77 estructuras anatómicas y 26 enfoques experimentales. Permiten que distintos equipos reutilicen experimentos y modelos existentes para realizar comparaciones entre especies y evaluar estrategias de estimulación.

Figura 3. Descripción general de los recursos de datos y modelos abiertos. El panel izquierdo resume 414 conjuntos de datos publicados con un total de más de 86 TB, incluidos 308 conjuntos de datos de investigación, 55 modelos computacionales y 51 modelos anatómicos. Abarcan 77 estructuras anatómicas, 7 especies y 26 enfoques experimentales. Estas estadísticas están actualizadas hasta febrero de 2026. El panel derecho muestra la distribución geográfica de los visitantes y el número anual de visitantes, con estadísticas hasta diciembre de 2025.

Alcance y límites de la evidencia traslacional

Los estudios traslacionales han proporcionado varias pruebas de concepto. Por ejemplo, un estudio en felinos anestesiados citado en la revisión utilizó la retroalimentación sensorial de la vejiga, registrada en los ganglios de la raíz dorsal, para activar una estimulación del nervio sacro en circuito cerrado. El estudio informó de una mejora de la capacidad vesical y de una reducción de más del 50 % en el tiempo de estimulación en comparación con la estimulación en circuito abierto. Estos hallazgos respaldan la investigación adicional sobre la modulación guiada por retroalimentación. Sin embargo, son datos obtenidos en animales y utilizan un objetivo de estimulación distinto del nervio vago; por tanto, no pueden interpretarse como evidencia de eficacia clínica para la VNS ni para la estimulación transcutánea auricular del nervio vago (taVNS).

Desde el punto de vista mecanístico, la contribución de SPARC consiste en conectar progresivamente la estructura neuronal, el reclutamiento de fibras y las respuestas de los órganos. Los mapas anatómicos ayudan a localizar las estructuras, los modelos ayudan a realizar predicciones y los registros fisiológicos permiten comprobar si la estimulación produce la respuesta prevista. En conjunto, estos enfoques pueden orientar experimentos mecanísticos posteriores y la optimización de los parámetros. No establecen una única vía terapéutica aplicable a todas las enfermedades.

El artículo no es una revisión sistemática de eficacia y no proporciona un proceso estandarizado de búsqueda y selección bibliográfica ni estimaciones agrupadas del efecto. Sus ejemplos abarcan distintas especies, dispositivos y etapas de investigación, por lo que no pueden combinarse en una conclusión general sobre la eficacia. Los autores declararon relaciones relacionadas con el empleo en empresas, la propiedad de acciones y la concesión de licencias de patentes. Por tanto, las perspectivas de estas tecnologías deben evaluarse junto con la validación independiente, la fiabilidad de los sensores y la estabilidad a largo plazo de los dispositivos implantados.

ZenoWell: trasladar la taVNS auricular a dispositivos de bienestar portátiles

ZenoWell aplica la estimulación transcutánea auricular del nervio vago (taVNS) en un formato para llevar en el oído, diseñado para rutinas de bienestar cotidianas. Sus dispositivos administran estimulación eléctrica mediante contactos colocados en el oído externo, dirigidos a regiones asociadas con la rama auricular del nervio vago. Según el modelo, los usuarios pueden seleccionar modos para prepararse para dormir, relajarse, meditar y realizar otras rutinas. Las herramientas compatibles de ZenoWell también permiten registrar la frecuencia cardíaca y la variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC), lo que ayuda a observar las tendencias fisiológicas con el tiempo. Sin embargo, los cambios en la VFC por sí solos no demuestran una activación vagal directa ni prueban la eficacia clínica. Los productos de ZenoWell son independientes de la iniciativa NIH SPARC, y los hallazgos de la cartografía neuronal fundamental y del modelado computacional no deben interpretarse como una validación de un dispositivo de consumo concreto. Los estudios controlados específicos de cada producto siguen siendo importantes para establecer su eficacia y seguridad.

Prioridades para una validación adicional

Los trabajos futuros podrían combinar la variabilidad anatómica humana con registros fisiológicos estandarizados para comprobar si los modelos pueden predecir las respuestas individuales a la estimulación y si la selección de parámetros es reproducible en cohortes independientes. Los sistemas de circuito cerrado también requieren evaluaciones en condiciones reales de la estabilidad de la detección, los activadores falsos y los efectos fuera del objetivo. Después, serían necesarios estudios controlados adecuadamente en seres humanos para establecer mejoras sostenidas en los síntomas, la función y la calidad de vida, al tiempo que se documentan los eventos adversos a largo plazo y los requisitos de mantenimiento del dispositivo. Además, los datos y modelos abiertos deberían conservar historiales de versiones claros, condiciones experimentales y procedencia, para que distintos equipos puedan verificar los hallazgos y determinar progresivamente qué tecnologías son adecuadas para el uso clínico y para qué pacientes.

Referencia

Patel B, Pikov V, Damaser MS, et al. Accelerating the development of bioelectronic medicine: outcomes and innovations from the NIH SPARC initiative. Bioelectronic Medicine. 2026;12:20.

DOI: https://doi.org/10.1186/s42234-026-00213-z.

Recurso: SPARC Portal (https://sparc.science)