Neurociencia y Neuropsicología: cómo entender el cerebro usando la tecnología

Neurociencia y Neuropsicología: cómo entender el cerebro a través de la tecnología

El cerebro es uno de los órganos más complejos del cuerpo humano y uno de los que más interés ha generado a la Neurociencia durante el último siglo. Para contribuir a la comprensión de cómo funciona la inteligencia, o el funcionamiento cerebral en general, es necesario explicar cómo el cerebro conduce el impulso electroquímico y es capaz de conectar diferentes áreas neuronales. Las neuronas transmiten la información a otras células a través de su axón. Los axones representan la fibra nerviosa y unidos a otras fibras forman conjuntos nerviosos denominados tractos neuronales. Los tractos constituyen el mayor componente del sistema nervioso central y cuentan, principalmente, con axones rodeados de vainas de mielina que en su totalidad forman la llamada sustancia blanca.

El uso de la tecnología en la Neurociencia y la Neuropsicología

Existen tecnologías que permiten estudiar no solo la anatomía del cerebro de las personas vivas y conscientes, sino también su funcionamiento y actividad en tiempo real. Para el estudio del cerebro humano se utilizan métodos que permiten su visualización y que se conocen en conjunto como técnicas de neuroimagen. Con ayuda de ordenadores avanzados se pueden obtener imágenes tridimensionales dinámicas del cerebro. A continuación se exponen las características de dos de las técnicas de estudio del cerebro más conocidas en las investigaciones relacionadas con la psicología y la neurociencia:

La Resonancia Magnética Funcional (RMf)

Es una técnica de neuroimagen que consiste en registrar los cambios llevados a cabo en el flujo sanguíneo. El cerebro se encuentra en actividad constante (incluso durante el sueño) y esa actividad cambia en función de lo que uno esté haciendo. Si se comienza una nueva tarea, las áreas cerebrales implicadas en ese proceso cambiarán su actividad. Si un área cerebral presenta una actividad más intensa, necesita más energía y, por tanto, acudirá a ella más cantidad de sangre oxigenada. Existen diferencias entre sangre oxigenada y sangre sin oxigenar, una de ellas es su propiedad magnética. El escáner de resonancia magnética funcional capta esas diferencias para ofrecer una medida indirecta de actividad neural.

El procedimiento se realiza con un equipo de resonancia magnética constituido por un imán con forma de anillo con un túnel en el centro, los pacientes se ubican en una camilla que se desliza hacia el interior del túnel. Mide la cantidad de oxígeno en la sangre de zonas concretas del cerebro y emplea un campo magnético potente junto con un ordenador para crear imágenes detalladas de los órganos, tejidos, huesos y el resto de las estructuras internas. Es usada principalmente para:

  • Identificación de regiones cerebrales que intervienen en el área motora, el área del lenguaje, el área visual, la memoria y la emoción.
  • Investigar la eficacia de medicamentos calmantes y moduladores del control motor o emocional.
  • Valoración y tratamiento de enfermedades.
  • Evaluar los efectos de un derrame cerebral, trauma o enfermedad degenerativa sobre el funcionamiento del cerebro.

Sus ventajas son que permite obtener imágenes de la actividad del cerebro mientras se realiza una tarea, ofrece una excelente resolución espacial y presenta datos sobre estructuras del cerebro que están localizadas en zonas profundas de éste que ninguna otra técnica puede dar.

La tractografía por tensor de difusión (DTI)

La imagen por tensor de difusión es una técnica que consiste en analizar la difusión del agua alrededor de las fibrasdel sistema nervioso central. Supone una mejora y un importante complemento a la imagen de la resonancia magnética, convirtiéndose en una herramienta clave para localizar y representar en vivo los tractos neurales, es decir, las redes nerviosas del cerebro (sustancia blanca), tronco del encéfalo y sus conexiones con la médula espinal. Con esta técnica se pueden detectar alteraciones en las fibras de la sustancia blanca y observar si existe pérdida de continuidad o cambio en la dirección de las mismas. Por lo tanto, se lleva a cabo mediante resonancia magnética utilizando la imagen ponderada por difusión, que es sensible a la difusión del agua en el cuerpo. Las moléculas de agua cuando están libres y sin barreras, se difunden en todas las direcciones posibles, a esto se le llama difusión isotrópica. Sin embargo, si las moléculas de agua se difunden en un medio con barreras (membranas celulares, axones, mielina, etc.) como la sustancia blanca, ocurre la difusión anisotrópica. A partir de las imágenes por tensor de difusión, se realiza una reconstrucción tridimensional denominada tractografía que revela la dirección del desplazamiento de moléculas de agua a lo largo de los tractos o fibras nerviosas mediante un código de colores. Estos colores indican el eje sobre el cual fluyen las moléculas de agua, eje X en rojo, eje Y en verde y eje Z en azul. Es usada principalmente para:

  • Evaluación del desarrollo cerebral y valoración de anomalías congénitas.
  • Analizar la estructura de la sustancia blanca cerebral.
  • Estudiar la conectividad cerebral en patologías como los tumores cerebrales, la esclerosis múltiple, la esquizofrenia, el traumatismo craneoencefálico o infarto cerebral y las alteraciones neurodegenerativas como el Alzheimer.
  • Planificación de una neurocirugía.

Sus ventajas son que permite obtener una imagen de las conexiones neuronales y reconstruir todo el conjunto de fibras de la sustancia blanca, proporciona información acerca de la plasticidad cerebral y la reorganización funcional y explica determinadas enfermedades.

En conclusión, las dos técnicas son de gran valor ya que aportan datos directos y precisos sobre el funcionamiento del cerebro humano sin realizar ningún daño a tejidos u órganos.

Su importancia es enorme en relación con la investigación cerebral en áreas básicas para el habla, el movimiento, la memoria o el aprendizaje. El estudio del cerebro es determinante para comprender a las personas.

Por Paloma García Pérez.

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