Consiguen combinar tres técnicas para ver el cerebro funcionando en vivo y directo

Estudiar el cerebro no es tarea fácil. Entre el mundo exterior y el cerebro se extienden una serie de barreras que lo aíslan, la piel, el hueso, una serie de membranas llamadas meninges y, finalmente, un fluido que lo rodea y llena: el líquido cefalorraquídeo. Por supuesto, podemos estudiar cerebros muertos con relativa facilidad y, de hecho, eso llevamos siglos haciendo. Sin embargo, la estructura del cerebro es muy poco intuitiva, de ella no podemos deducir casi nada acerca de su funcionamiento, como si permite el corazón o los pulmones, con un “diseño” más mecánico a simple vista. Para entenderlo necesitábamos poder observarlo mientras funcionaba, y eso no era tarea fácil.

Cuando lo logramos, la neurociencia comenzó a tomar cuerpo y avanzar a pasos agigantados. La mejor manera que conocíamos hasta entonces de asociar estructuras cerebrales a tareas concretas era esperar a que un paciente tuviera una lesión que destruyera parte de su cerebro y que, entonces, los neurólogos trataran de determinar qué funciones se habían visto comprometidas, asociando una cosa y la otra con más o menos exclusividad. Para ello, se valen de técnicas como la resonancia magnética funcional, la electroencefalografía, la tomografía computarizada y otras tecnologías de última generación. Sin embargo, todas ellas tienen sus limitaciones, por eso es tan interesante comparar sus resultados. Es más, si en lugar de tan solo combinar los resultados podemos aunar las técnicas para medir simultáneamente mediante tecnologías distintas, deberíamos poder entender el funcionamiento del cerebro con una precisión inaudita, y en eso es en lo que está trabajando un equipo de científicos de la Universidad de Illinois.

Tres en uno

La elección del equipo consiste en aunar tres técnicas diferentes que, hasta ahora, nunca habían sido utilizadas simultáneamente. La primera técnica elegida es la electroencefalografía, una de las que más historia tienen y que, de un modo o de otro, todos hemos visto. Consiste en cubrir el cráneo con multitud de electrodos, pegatinas a las que van adheridos cables. Estas recogen la actividad eléctrica del cerebro, concretamente los campos eléctricos producidos por el disparo de grandes grupos de cientos de millones de neuronas. Por un lado, tiene la ventaja de ser tremendamente rápido, o dicho de forma técnica: tener una gran resolución temporal. Esto significa que es capaz de detectar la actividad que tiene lugar en cortísimos periodos de tiempo y reportarla casi en el instante. Sin embargo, frente a esta ventaja hay una recua de inconvenientes: solo detecta la actividad de las zonas más superficiales del cerebro, su resolución espacial es muy pobre, impidiendo que podamos determinar de dónde viene exactamente la actividad, etc.

Para contrarrestarlo, los investigadores pensaron en emplear simultáneamente la resonancia magnética funcional. Esta consiste en un gran cilindro hueco a través de cuyas paredes giran descomunales imanes. La resonancia magnética hace vibrar los átomos del objeto a estudiar y gracias a ello pueden tomar información sobre la naturaleza de estos y, por lo tanto, sobre el tipo de tejido que están estudiando. Al añadir el adjetivo “funcional” nos referimos a una mejora por la cual la resonancia magnética es capaz de diferenciar la sangre oxigenada de la no oxigenada y, por lo tanto, detectar cambios en el flujo sanguíneo, el cual, parece estar relacionado con la actividad de una estructura cerebral concreta. Por desgracia, toda lo que esta técnica tiene de resolución espacial le falta de resolución temporal, haciéndola un buen complemento de la electroencefalografía.

El tercer método es mucho menos conocido: EROS (señal óptica relacionada con eventos). Consiste en iluminar al cerebro con luz infrarroja y medir cómo cambia la forma en la que se dispersa la luz debido a la activación de las neuronas. Por desgracia, solo puede penetrar unos centímetros, pero cuenta con una resolución espacial parecida a la resonancia magnética funcional y una temporal similar a la de la encefalografía.

Así pues, los investigadores han tomado estas tres técnicas y han tratado de adaptar los aparatos para que puedan ser utilizados en una misma persona. Esta tarea no es sencilla, puesto que tanto EROS como la electroencefalografía requieren ocupar buena parte de la superficie craneal. Pero, por si fuera poco, el segundo reto consiste en meter a ambas dentro de un cilindro magnético sin que este altere las mediciones o la electrónica de las otras dos técnicas.

Este enfoque trimodal podría suponer una nueva manera de completar esas incógnitas que encontramos en los estudios que solo emplean una técnica, tendiendo puentes y permitiendo aumentar la precisión del conjunto, sumando al poder de la resolución espacial el de al temporal. Cuanto mejores sean los datos que podamos reunir, más fácil será comprender cómo funciona el cerebro y, sobre todo, cómo deja de funcionar. Seguimos en una época de avance desbocado de la neurociencia y, por suerte, lejos han quedado aquellos tiempos en que teníamos que esperar a que un paciente se lesionara para estudiar su cerebro.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Ninguna de las tres técnicas es innovadora por sí sola, el verdadero paso consiste en, por primera vez, haber sido capaces de unirlas en un mismo estudio, obteniendo resultados válidos y significativamente más completos y precisos que si hubieran sido tomados con cualquiera de las técnicas por separado.

REFERENCIAS (MLA):

• Moore, Matthew et al. “Proof‐Of‐Concept Evidence For Trimodal Simultaneous Investigation Of Human Brain Function”. Human Brain Mapping, 2021. Wiley, doi:10.1002/hbm.25541. Accessed 24 June 2021.