Escáneres Cerebrales Portátiles Podrían Revolucionar El Mundo De La Neurología

Los científicos han llevado a cabo el primer estudio de la cognición humana utilizando una nueva generación de escáner cerebral que se puede usar como un casco. Esto marca un importante paso adelante en la traducción de su nueva técnica del banco del laboratorio a una herramienta genuinamente útil para la neurociencia cognitiva y la aplicación clínica.

El estudio, publicado en Neuroimage, ha sido realizado por investigadores del Sir Peter Mansfield Imaging Center, de la Universidad de Nottingham y del Centro Wellcome de Neuroimagen Humana, UCL. Es parte de un proyecto financiado por Wellcome a cinco años que tiene el potencial de revolucionar el mundo de las imágenes del cerebro humano.

Mapeo de la función cerebral

Usando el nuevo sistema de magnetoencefalografía portátil (MEG), el equipo de investigación pudo mapear las partes del cerebro responsables del lenguaje.

Las células del cerebro operan y se comunican produciendo corrientes eléctricas. Estas corrientes generan pequeños campos magnéticos que se detectan fuera de la cabeza. Los investigadores usan MEG para mapear la función cerebral midiendo estos campos magnéticos. Esto permite una imagen en milisegundos por milisegundo de las partes del cerebro que participan cuando realizamos diferentes tareas, como hablar o movernos.

Aquí, a los sujetos que llevaban el escáner MEG se les mostraban sustantivos en una pantalla y se les decía que pensaran en palabras relacionadas sin hablar, por ejemplo: si se les presenta la palabra “pastel”, los sujetos pueden pensar en palabras como “hornear” o “comer”. Se les indicó que continuaran haciendo esto hasta que la palabra desapareció de la pantalla después de un período de 3 segundos.

Cada período de generación de verbos fue seguido por un período de referencia de aproximadamente 2 s donde se le pidió al sujeto que no hiciera nada. Las imágenes captaron exactamente cómo se relacionó la red de idiomas cuando los sujetos realizan la tarea.

Nueva herramienta clínica

El Dr. Matt Brookes, quien dirige el trabajo de MEG en la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Nottingham, dijo: “Este es el primer estudio de la cognición humana que utiliza este nuevo escáner y resalta el potencial de esta tecnología como una herramienta para la neurociencia cognitiva. El estudio también muestra el potencial de nuestro sistema para mejorar la precisión de la planificación quirúrgica, a través del mapeo de la corteza elocuente.

“Si podemos mapear, por ejemplo, la red de idiomas, eso proporcionará información útil para los cirujanos que planeen intervenciones en, por ejemplo, epilepsia. Esperamos que los métodos sean particularmente beneficiosos para los niños pequeños, que a menudo son difíciles de escanear”. Hoy se utilizan con precisión los escáneres fijos que dependen de que el paciente esté muy quieto durante largos períodos de tiempo. Por lo tanto, este aparato representa un emocionante paso adelante ya que demuestra la utilidad de una nueva generación de sensores MEG portátiles para la neurociencia tanto cognitiva como clínica “.

Los escáneres MEG convencionales son grandes y pesan alrededor de media tonelada. Esto se debe a que los sensores utilizados para medir el campo magnético del cerebro deben mantenerse muy fríos (-269 ° C), lo que requiere una tecnología de refrigeración voluminosa. Con los escáneres actuales, el paciente debe permanecer muy quieto durante el escaneo, ya que incluso un movimiento de 5 mm puede inutilizar las imágenes. Esto significa que a menudo es difícil escanear a las personas que les resulta difícil mantenerse quieto, como los niños pequeños, o los pacientes con trastornos del movimiento.

El nuevo sistema OPM-MEG utiliza sensores “cuánticos” que se pueden montar en un casco prototipo impreso en 3-D. Como los nuevos sensores son muy livianos y pueden trabajar a temperatura ambiente, pueden colocarse directamente sobre la superficie del cuero cabelludo. Colocar los sensores mucho más cerca del cerebro aumenta la cantidad de señal que pueden captar.

El profesor Gareth Barnes, del UCL Wellcome Center for Human Neuroimaging, dijo: “Desde una perspectiva de neurociencia, este trabajo es muy emocionante ya que nos permite estudiar tareas que nunca antes podríamos haber contemplado con escáneres convencionales (donde la cabeza debe permanecer fija )

“Es importante destacar que podemos hacerlo a lo largo de la vida de una persona, lo que nos permite comprender cómo se desarrollan funciones clave como la memoria o el lenguaje y cómo se degradan en los diferentes trastornos. Con la entrega de sensores aún más pequeños que podríamos poner dentro de un casco de bicicleta y estamos construyendo una nueva sala donde los sujetos puedan moverse libremente de forma natural. Podremos permitir que las personas interactúen entre sí o en mundos virtuales donde podamos estudiar cómo toman decisiones y establecen recuerdos. Esto también significa que podremos estudiar el movimiento humano natural y cómo se ve comprometido en enfermedades como el Parkinson”.

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