Las técnicas de neuroimagen


neuroimagen 4Es incuestionable que el cerebro es el órgano de mayor relevancia y complejidad en el ser humano. Entre sus funciones, se incluyen aquéllas relacionadas con la supervivencia del individuo (nutrición, relación y reproducción), pero el cerebro también es el sustrato físico de la mente y la conciencia. De hecho, este tipo de funciones superiores marcan la diferencia (cuantitativa y cualitativa) entre el hombre y el resto de especies animales.  El origen de las emociones, los pensamientos y los comportamientos de una persona se encuentra en su funcionamiento cerebral y, consecuentemente, el estudio del cerebro es determinante para comprender a los individuos.

Son muchas las disciplinas que se han planteado cómo funciona la mente humana y han tratado de dar respuesta a esta pregunta. El abordaje del funcionamiento cerebral difiere en función de la aproximación científica de partida y del nivel de análisis al que se plantee la investigación. Así, diferentes campos como la Filosofía, la Sociología, la Psicología o la Neurología han aportado distintas perspectivas acerca del funcionamiento cognitivo de los seres humanos.

Tradicionalmente, los avances en el conocimiento del cerebro humano se han producido de dos maneras principales:

  • De manera indirecta, a través de la observación del comportamiento de las personas en distintas situaciones. Ello ha permitido realizar inferencias acerca de cómo los individuos procesan la información procedente del entorno y la emplean con distintos objetivos.
  • De manera directa, mediante el examen post mortem de personas con o sin patología, así como el análisis clínico de las consecuencias derivadas del daño cerebral adquirido (por ejemplo, las secuelas tras una lesión o un tumor). Ello ha permitido establecer relaciones entre las estructuras del sistema nervioso central y las capacidades de las personas.neuroimagen 1

Ambos tipos de estudios han aportado una gran cantidad de información acerca del funcionamiento cerebral. Sin embargo, no ha sido hasta la aparición de las técnicas de neuroimagen cuando ha sido posible llevar a cabo un estudio directo del cerebro en personas vivas con o sin patología, mediante herramientas (relativamente) poco invasivas.

    En la actualidad, la neuroimagen se divide en dos tipos de técnicas: estructurales y funcionales.

La neuroimagen estructural ofrece una visión estática del cerebro humano. Es de utilidad a la hora de encontrar la localización de una lesión o los efectos de una enfermedad, por lo que se utiliza fundamentalmente en el ámbito de la Salud.

La neuroimagen funcional, en cambio, se emplea con mayor frecuencia en investigación, pues proporciona una visión dinámica del funcionamiento cerebral. Concretamente, los estudios de neuroimagen funcional consisten en la exposición del sujeto a un determinado estímulo (por ejemplo, una tarea cognitiva) y en la observación de su rendimiento, así como de la actividad cerebral subyacente al rendimiento conductual en la tarea cognitiva propuesta. Por lo tanto, la neuroimagen funcional permite obtener una medida fisiológica de las operaciones cognitivas con un mínimo de interferencias numéricas. Esta herramienta tiene un enorme potencial en el campo de la ciencia, ya que aporta información precisa y directa del funcionamiento del cerebro en distintos contextos cognitivos: estrategias de aprendizaje, tareas de procesamiento superior, etc. Igualmente, permite observar las diferencias funcionales entre sujetos sanos y pacientes con diferentes patologías cerebrales (Maestú y cols., 2003).

A continuación, se describen algunas de las técnicas de neuroimagen que se emplean en la actualidad.

Resonancia Magnética (RM)

Consiste en emitir un campo magnético nuclear sobre el sujeto y registrar la información a través de un ordenador, que la transforma en una imagen. Es una de las técnicas que más se utiliza, por tener una gran resolución espacial. Puede utilizarse tanto de manera estática (volumetría por RM – permite conocer el volumen y espesor cortical de distintas áreas del cerebro y valorar si hay zonas atrofiadas, tumores, etc.) como dinámica (RM funcional, RMf – muestra las regiones cerebrales implicadas en una determinada tarea – espectroscopia, etc.).

Imagen por tensor de difusión

neuroimagen 2En realidad, la imagen por tensor de difusión también es una técnica de resonancia magnética, pero en este caso se analiza la difusión del agua alrededor de las fibras del SNC. Así, permite obtener una imagen de las conexiones neuronales y reconstruir todo el haz de sustancia blanca, lo que proporciona información acerca de la plasticidad cerebral, la reorganización funcional y justifica determinadas patologías (por ejemplo, el síndrome de desconexión).

    Las imágenes por tensor de difusión poseen colores muy llamativos que indican la orientación del vector (vertical, horizontal u otras orientaciones).

Tomografía por emisión de positrones (TEP, PET)

Se considera una de las técnicas más invasivas. Consiste en inyectar al sujeto por vía intravenosa una sustancia radioactiva que se une a la glucosa que, posteriormente, se anexiona a las membranas de las células del sistema nervioso central. A continuación, se analiza la distribución que toma este radiofármaco; la imagen muestra el gasto metabólico que, a su vez, ofrece información de la actividad neuronal.

La TEP permite identificar si se ha producido una disminución del número de neuronas, en el caso de que se detecte una zona con hipometabolismo. Del mismo modo, si se localiza un área hipermetabólica, ello implica un mayor desarrollo cerebral (un aumento del número de células). Por tanto, es una técnica de utilidad para la detección de tumores cerebrales y se utiliza con frecuencia en oncología.

Electroencefalografía (EEG)

Consiste en la medición de la actividad eléctrica cerebral a través de unos electrodos que se fijan al cráneo. Es una técnica muy poco invasiva, pero con baja definición espacial en las salidas de información, ya que por la permeabilidad eléctrica variable del cráneo éstas no siempre se corresponden con el lugar exacto en el que se ha producido la actividad neuronal.

Se utiliza predominantemente para obtener información neurofisiológica en condiciones basales de reposo, en vigilia o sueño, así como para registrar los cambios de la actividad neuronal en crisis epilépticas, entre otras indicaciones.

Magnetoencefalografía (MEG)

Esta técnica registra los débiles campos magnéticos generados por las corrientes eléctneuroimagen 3ricas intracelulares (durante los potenciales de acción) de la sustancia gris. La activación sincrónica de millones de neuronas genera una actividad cerebral uniforme, diferenciada y localizada, capaz de ser registrada mediante magnetómetros localizados a lo largo de la convexidad craneal.

Es un tipo de neuroimagen funcional, por lo que permite establecer relaciones entre las estructuras cerebrales y sus funciones. Además, es la técnica menos invasiva y es la única a día de hoy que permite estudiar la actividad cortical en fetos, por lo que su relevancia es enorme de cara a la investigación del desarrollo cerebral.

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