Estudian las ondas cerebrales con un algoritmo de análisis sísmico

Si existe una técnica médica para explorar el cuerpo humano con el fin de hacer un diagnóstico o prescribir otras pruebas es la palpación. Y es que son muchas las enfermedades que implican cambios estructurales en los tejidos, lo cual se ve reflejado en cambios en sus propiedades mecánicas, tales como la elasticidad. Simplemente con el tacto, y un conocimiento detallado del cuerpo, el médico puede evaluar el tamaño y la rigidez de un tumor, la presencia de ganglios linfáticos inflamados, o el tamaño y la posición del feto en una mujer embarazada, por mencionar algunos ejemplos, de ahí su importancia.

Este tipo de examen se ha sustituido o complementa con técnicas modernas que proporcionan los índices de elasticidad de un tejido biológico. Para ello generan y detectan ondas que se propagan a través del cuerpo a velocidades variables dependiendo de la rigidez de los órganos; cuanto más rígido sea el tejido, más lenta es la propagación de la onda, y viceversa.

Por su naturaleza, sin embargo, es más difícil medir la elasticidad del cerebro. Al estar doblemente protegido por el cráneo y el líquido cefalorraquídeo, resulta de difícil acceso para unas ondas aplicadas externamente. La única forma sería recurriendo a procedimientos altamente invasivos como pueda ser una craneotomía, que implica abrir el cráneo, por lo que está limitado a casos excepcionales. Por tanto, es imposible palpar directa o indirectamente el cerebro, algo que complica enormemente el trabajo de los neurocirujanos, que sólo tienen información sobre la elasticidad de la superficie cerebral.

Ahora, un equipo de investigadores del Instituto Nacional francés de la Salud y la Investigación Médica (Inserm), ha desarrollado un método no invasivo de toma de imágenes cerebrales, mediante resonancia magnética, que proporciona la misma información que una palpación física. Para ello han recurrido a la adaptación de un algoritmo que normalmente se utiliza para estudiar terremotos.

Según detalla el Inserm en un comunicado, el sistema podría utilizarse en última instancia para ayudar a detectar tumores, en el diagnóstico precoz de enfermedades como el Alzheimer y otras anomalías. Los resultados del estudio acaban de publicarse en la revista científica PNAS.

Adaptación de la resonancia

El equipo dirigido por Stefan Catheline, y otros alrededor del mundo, han estado trabajando en fórmulas que permitieran adaptar escáneres de resonancia magnética para medir la elasticidad del cerebro. Estos aparatos funcionan midiendo el contenido en agua, pero con ligeras modificaciones pueden medir el movimiento de las moléculas de agua. Así son aptos para recoger movimientos de los tejidos cuando se agitan.

Sin embargo, según recoge un artículo publicado en la revista online NewScientist, tales dispositivos no han pasado del laboratorio, en parte por la dificultad para manejarlos. «Es difícil tratar de mover todo el cráneo usando un vibrador», explica el investigador. Algunos equipos lo han intentado con moldes de dientes vibratorios, pero producen dolores de cabeza entre los participantes. Otros grupos han optado más recientemente por almohadas vibratorias.

La propuesta de los investigadores franceses toma otro rumbo. En lugar de mover físicamente la cabeza, quieren aprovechar las vibraciones naturales del cerebro, que se producen por ejemplo por el pulso de la sangre en las arterias y el líquido cefalorraquídeo circulante. «Tendemos a pensar en el cerebro como un órgano estático, pero hay mucho movimiento «, destaca Catheline.

Este giro en la investigación llegó después de pasar un tiempo trabajando con sismólogos, que estudian cómo extraer información de las ondas sísmicas que se generan durante un terremoto. Catheline pidió prestado a sus colegas el algoritmo utilizado para analizar las vibraciones de la Tierra, incorporándolo a su escáner de resonancia magnética modificado. Como resultado, el equipo fue capaz de medir las vibraciones naturales en el cerebro de dos voluntarios sanos – información normalmente descartada al considerarse ruido.

Diagnóstico y control

Este tipo de exploración podrá revelar mucha más información sobre lo que está pasando en el cerebro que las imágenes de resonancia magnética tradicionales. El contenido de agua de las células no tiende a variar mucho, pero sí las propiedades mecánicas. Así, mientras puede parecer que un poco de tejido cerebral está formado por células idénticas en una resonancia magnética, una exploración con elastografía revelaría una enorme variación en elasticidad o dureza, lo cual abre un apasionante camino para el estudio y el diagnóstico.

El equipo de INSERM espera que su técnica ayude con el tiempo a diagnosticar enfermedades y controlar el éxito de su tratamiento, caso del Alzheimer, la epilepsia, la esclerosis múltiple o la hidrocefalia, pues implican cambios en la rigidez de los tejidos. Por ejemplo, en el caso de algunas formas de demencia, se sabe que las placas tienen más elasticidad que el tejido cerebral normal, por lo que la nueva técnica permitiría detectar esas diferencias. Con su uso se evitarían además las biopsias cerebrales.

Sin embargo, los investigadores auguran que la primera aplicación clínica será probablemente para evaluar la dureza de un tumor existente. El sistema sería de gran utilidad antes de la cirugía, pues mientras una masa suave puede ser succionada rápidamente, los tumores más difíciles requieren una disección cuidadosa, que a veces supone varias horas.