Conexiones cerebrales en tercera dimensión
Desarrollado por el Politécnico Federal y el Hospital Universitario de Lausana, un nuevo soporte lógico permite tener imágenes de síntesis de las conexiones nerviosas del cerebro.
Llamada ‘disección virtual en vivo’, la técnica tiene la ventaja de poder aplicarse a pacientes vivos, sin intrusión de la cirugía.
El cerebro humano está formado por casi 100.000 millones de neuronas y por 10 o 50 veces más de células gliales. Como la función de éstas no es sino la de proteger y nutrir a las primeras, es natural que la ciencia se interese primero en las neuronas, las células que nos hacen tan sagaces.
Cada neurona es prolongada por un filamento llamado axón, o fibra nerviosa, que sirve para comunicar informaciones a las neuronas siguientes.
Dada su cantidad es fácil imaginar la complejidad de la red que las fibras nerviosas tejen entre sí. Sin hablar de su tamaño. El solo punto con el cual concluye esta frase podría contener unas 50 neuronas.
Hasta hace poco tiempo el único medio para desenmarañar este enredo consistía en disecar el cerebro de las personas fallecidas. Este método permitió los primeros avances en la comprensión del funcionamiento cerebral.
Moléculas que vibran
Sin embargo, desde los años ochenta se cuenta con una herramienta mucho más práctica, capaz de proporcionar imágenes que no requieren de la radiología ni del escáner.
Llamada Imagen por Resonancia Magnética Nuclear, IRM, esta técnica permite hacer pasar al paciente (vivo) a través de una especie de imán gigante, en forma de túnel, y recoger la imagen de las moléculas de su cuerpo, excitadas por el campo magnético.
En el caso del cerebro interesan las moléculas de agua, principal componente de las neuronas y de todas las células de nuestro organismo.
Se sabe que estas moléculas tienen la capacidad de vibrar en paralelo con los axones. De modo que su trayectoria define, punto por punto, el trayecto de las fibras nerviosas. Al descodificar estas informaciones se logra establecer un mapa en tercera dimensión de la red de conexiones entre las neuronas.
Precisión sin precedente
Descrito de esta manera tan general el procedimiento nada tiene de revolucionario. Entre otras cosas, unos 6 equipos científicos trabajan en el mundo en el estudio de métodos similares al desarrollado por Patric Hagman, joven médico del Centro Hospitalario Universitario del Cantón de Vaud, CHUV, y por Jean-Philippe Thiran, profesor en la Escuela Politécnica Federal de Lausana, EPFL, con el apoyo del Fondo Nacional de Investigación Científica, FNS.
No obstante, según sus creadores, el soporte lógico de tratamiento de las señales producido en Lausana, permitiría lograr una precisión de imágenes sin precedentes, gracias a un método de eliminación de los ‘ruidos’ que trastornan la interpretación de los resultados.
“Cuando se sabe que las moléculas de agua vibran bien en paralelo con las fibras nerviosas, pero mal de manera perpendicular, es posible imaginar lo que sucede en el cruce de dos fibras”, explica Jean-Philippe Thiran.
“La máquina nos dará resultados aparentemente absurdos. De modo que hemos introducido un correctivo que analiza y determina el trayecto estadísticamente más probable”, añade el profesor.
El programa informático de Lausana está a disposición gratuitamente de los investigadores que lo pidan. La Escuela de Medicina , de Boston, y el Instituto Nacional de Neurociencias, de Singapur, ya lo han solicitado.
En una segunda etapa Jean-Philippe Thiran prevé una explotación comercial, por ejemplo, con una empresa de tecnología médica como el gigante estadounidense Medtronic, instalado en Suiza desde 1996, en las orillas del Lago Lemán.
Aplicaciones
“Esta técnica tendrá aplicaciones en neurocirugía. Se puede pensar en la operación de un tumor cerebral. Se podrá saber con anticipación si al extirparlo no existe el riesgo de cortar fibras nerviosas”, precisa el profesor de la EPFL.
También en el campo de la investigación el programa desarrollado en Lausana abre interesantes perspectivas. Debería permitir la comprensión de cómo y por qué las víctimas de accidentes cerebrales recuperan algunas de las funciones lastimadas y no otras.
Aunque esta técnica permite establecer ‘el mapa’ de las conexiones dentro del cerebro, nada dice, sin embargo, de las informaciones que circulan o no por estas ‘rutas’.
Para saber más será necesario aunar el análisis de los datos producidos por el IRM con un electro-encefalograma clásico que mide la actividad eléctrica del cerebro.
En este sentido, Jean-Philippe Thiran promete: “es un objetivo al cual esperamos consagrar futuros trabajos”.
Swissinfo, Marc-André Miserez
(Traducción, Jaime Ortega)
La ‘disección virtual en vivo’de las fibras nerviosas del cerebro es fruto de una colaboración interdisciplinaria.
El programa ha sido desarrollado por el Departamento de Radiología del Centro Hospitalario Universitario del cantón de Vaud, CHUV, y por el Instituto de tratamiento de señale de la Escuela Politécnica Federal de Lausana, EPFL.
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