La Resonancia Imantada cerebral como herramienta de investigación

A varios nos realizaron alguna vez una exploración de resonancia imantada cerebral. A los que todavía no, probablemente en algún momento se la realizarán, pues cada vez esta técnica de imagen tiene más apps diagnósticas. En el presente artículo, Carles Falcón, doctor en Física e investigador en neuroimagen del BarcelonaBeta Brain Research Center, nos explica de qué forma marchan estos equipos y cómo se utilizan en el campo de la investigación, en concreto, de la investigación de la enfermedad de Alzheimer.

Su primera experiencia fue un examen de las cervicales. Eso fue un año antes que empezara a trabajar como físico en una resonancia magnética en el Hospital Clínic de Barcelona. Carles Falcón recuerda “ un tubo largo, una máquina muy estruendosa y una exploración que no se terminaba nunca”. Unos días después fue a recoger “un sobre con imágenes y un informe que afirmaba que todo seguía en orden. Esa exploración despertó mi curiosidad en ese género de imágenes”.

¿Qué es un escáner de Resonancia Magnética cerebral y cómo marcha?

El escáner de Resonancia Magnética es esencialmente un equipo que estudia las características magnéticas de los tejidos. Cada tejido tiene unos parámetros imantados diferentes, y, lo que es más esencial, estos parámetros comunmente cambian en el momento en que hay una lesión. Este suceso deja al equipo realizar diversos tipos de imágenes, asignando a los distintos factores imantados que va midiendo, una escala de grises determinada. 

Aquí va una exhibe de imágenes de diferentes parámetros (contrastes) de cerebro:

resonancia magnetica cerebral contraste

El beneficio de tener la posibilidad de conseguir diferentes contrastes es que permite advertir un mayor número de lesiones, las que son invisibles en un género de contraste destacan en otro, como pasa con esta lesión isquémica por obturación de una arteria:

resonancia magnetica cerebral lesiones

Por ende, una exploración de resonancia magnética cerebral frecuenta constar de varias imágenes, cada una de las cuales se consigue en entre 2 y 8 minutos. De ahí la duración total de la exploración.

Pero, ¿cómo marcha el equipo? 

Para estudiar las características magnéticas de los tejidos requerimos un campo imantado y para ello un imán. En definitiva es lo que es el tubo: un enorme electroimán (corriente eléctrica virando por un circuito que crea un campo magnético) de forma fuerte bastante para alzar un vehículo. 

Por este motivo la Resonancia Imantada está contraindicada en personas que lleven marcapasos (podría detenerse) y otros gadgets metálicos, electrónicos o imantados. Cuando la persona es introducida en el tubo se magnetiza todos sus tejidos según sus peculiaridades, poquísimo pero lo bastante para ser detectado y realizar el estudio. El equipo busca la resonancia imantada de los tejidos con ondas de radio. 

Esta es otra de las ventajas de la Resonancia Magnética: no usa rayos X o radiación ionizante, sólo ondas de radio en la región de la continuidad modulada (FM de 63 a 126 MHz, según el equipo) que son inocuas.

La resonancia magnética provoca que la magnetización de los tejidos cambie de dirección. Cuando cesa la resonancia magnética se genera la relajación magnética, el camino de vuelta a la posición de partida, cada tejido a su velocidad. La relajación imantada crea a su vez una onda que es recogida por una antena. La información de la onda se envía a un pc que vuelve a construir la disposición de los tejidos, con lo que se crea la imagen

La Resonancia Magnética cerebral como herramienta de investigación

Desde su origen, la Resonancia Magnética ha despertado el interés de los científicos. Para el Dr. Falcón “su versatilidad permite obtener no sólo imágenes anatómicas en distintas contrastes, sino más bien también imágenes dinámicas y funcionales, una información extremadamente útil en la comprensión del desempeño del cerebro y de los procesos involucrados en cualquier patología. Lo que antes únicamente se podía revisar en estudios articulo-mortem ahora es aparente in vivo con exploraciones, algo irritantes pero inocuas, de poco menos de una hora de duración”. 

La diferencia primordial entre la Resonancia Imantada usada para diagnóstico o como instrumento de investigación es la precisión, considerablemente mayor en el caso de la investigación, y de forma frecuente el género de información que se consigue de los tejidos. Hagamos una ojeada de ciertas exploraciones de investigación en neuroimagen con resonancia magnética:

1) Imágenes anatómicas. El propósito es saber con la máxima precisión la anatomía del cerebro, tomar medidas fiables que logren ser monitorizadas a lo largo del tiempo. La diferencia con las imágenes equivalentes de diagnóstico es sólo la resolución. 

Abajo un caso de muestra de una imagen de diagnóstico (izquierda), su equivalente en investigación (centro) y superresolución (derecha). La primera es suficiente para descartar patología, pero en ella las medidas cuantitativas serían imprecisas por lo diluido de los bordes.

resonancia magnetica cerebral imagenes anatomicas-1

2) Imágenes anatómicas sin valor diagnóstico. Este caso sería, por ejemplo, el estudio de los tractos de sustancia blanca que reportan qué una parte del cerebro está conectada con qué otra sección y la fortaleza de estas conexiones (un ejemplo debajo). Esta información nos permite comprender la composición en red del cerebro y su funcionamiento al realizar distintas tareas.

resonancia magnetica cerebral anatomicas

3) Imágenes funcionales. Complementaria a la anterior. Establece qué una parte del cerebro se activa o desactiva al efectuar una labor determinada y nos deja entender de qué manera marcha el cerebro (debajo, la activación al percibir música emotiva, con la activación del córtex auditivo -lateral-, sensible -central- y de adelante -superior-) y qué funciona mal en el momento en que hay una disfunción mental. También dejan saber qué unas partes del cerebro trabajan de manera sincronizada en estado de reposo de la actividad mental.

resonancia magnetica cerebral funcionales

4) Imágenes activas, por ejemplo las medidas de flujo en un vaso sanguíneo, que dejan determinar cuánta sangre y a cuánta velocidad pasa por una determinada arteria, las carótidas en la imagen de abajo. Asimismo deja saber, de forma indirecta algunos factores, como la rigidez de las arterias o las placas de lípidos, que ayudan a determinar el peligro vascular de una persona.

resonancia magnetica cerebral dinamicas

5) Análisis químico del tejido en una resonancia imantada cerebral. Permite determinar el equilibrio químico de un grupo de metabolitos de una sección cierta del cerebro, en este caso en el lóbulo parietal (cuadrado colorado). En el momento en que hay sospecha de cierta enfermedad este equilibrio cambia. Eso permite comprender qué está ocurriendo desde el criterio bioquímico sin necesidad de realizar una biopsia y, con el tiempo, nos puede ayudar a predecir cambios, antes que éstos se reflejen anatómicamente.

resonancia magnetica cerebral quimico

De año en año se añaden nuevas técnicas que se suman a las mucho más de cincuenta ya existentes de resonancia magnética cerebral. Es una técnica joven, muy viva y todavía en fase de desarrollo. 

Aquí he expuesto sólo una muestra de las clases de imagen mucho más usados en neuroimagen.

La utilización de la resonancia magnética cerebral en la investigación de la prevención del Alzheimer

Entre los objetivos del BarcelonaBeta Brain Research Center, el centro de investigación de la Fundación Pasqual Maragall, es poder determinar los cambios del cerebro en las fases más incipientes de la patología de Alzheimer, bastante antes que aparezcan los síntomas clínicos, para hacer acciones terapéuticas eficaces antes de que el proceso sea irreversible (muerte neuronal). 

Por ello, a los voluntarios del emprendimiento ALFA se les efectúa una o 2 exploraciones de resonancia imantada cerebral, en las cuales se determinan medidas de enorme precisión de ciertos factores morfológicos y funcionales que se saben afectados en estados avanzados de la enfermedad.

Esto permitirá caracterizar el envejecimiento normal y buscar métodos diagnósticos para detectar la presencia de un envejecimiento patológico mucho antes de lo que se logra hoy en día. Este suceso va a ayudar a encontrar los mecanismos implicados en la enfermedad, lo que dejará diseñar y validar terapias. Asimismo posibilitará evaluar, a través de estudios estadísticos de imagen, como la Resonancia Magnética cerebral, hasta qué punto los componentes de riesgo intervienen en el origen o aceleran el avance de la enfermedad, lo que fortalecerá el diseño de tácticas de prevención del Alzheimer.

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