Tomografía óptica difusa de alta densidad usada para visualizar cerebro de niños

Un obstáculo formidable ha detenido por mucho tiempo a los investigadores que esperan entender mejor el desarrollo del cerebro infantil: los bebés simplemente no desean sentarse para los exámenes cerebrales. Ha habido algunos estudios que hicieron exámenes cerebrales de los niños mientras estaban dormidos o sedados, pero lo que realmente nos gustaría es explorar sus cerebros cuando estén sentados en el regazo de un padre, viendo cosas nuevas, oyendo palabras nuevas, e interactuando con el ambiente”, dijo Joseph Culver, Ph.D., profesor asistente de radiología de la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington (St. Louis, MO, EUA; www.wustl.edu).

En un estudio publicado en la edición del 15 de julio de 2007 de la revista Proceedings of the [U.S.] National Academy of Sciences, el Dr. Culver y sus colegas reportaron que han mejorado una técnica de imagenología cerebral recientemente desarrollada hasta el nivel donde permitirá esos exámenes. Además de ayudar a la investigación esencial, la tecnología, conocida como tomografía óptica difusa de alta densidad (DOT), puede vigilar la función cerebral en las incubadoras de los bebés.

Usando exploraciones para determinar qué partes del cerebro se vuelven activas durante una tarea mental, un método conocido como imagenología cerebral funcional ha sido la fuente de muchos de los entendimientos recientes más significativos de las neurociencias sobre cómo funciona el cerebro humano. Una de tales técnicas de imagenología cerebral, la resonancia magnética funcional (fMRI), inserta voluntarios en un pasaje fuertemente confinado a través de un imán ruidoso, enorme, un ambiente que aún los adultos encuentran enervante y difícil de sentarse calmadamente en él. Igualmente, los exámenes de tomografía computarizada (TC) incluyen equipo grande, ruidoso, y también exponen a los pacientes y los voluntarios a niveles de exposición a la radiación, generalmente considerados como inaceptables para estudios de investigación en bebés.

El escáner DOT, al contrario, usa luz inofensiva de la región cercana al infrarrojo del espectro, y es una unidad mucho más pequeña y más silenciosa. "Es de aproximadamente del tamaño de un refrigerador, y no hace ningún ruido”, declaró el Dr. Culver. La imagenología cerebral óptica difusa primero fue desarrollada en los 1990s por grupos de investigación en los Estados Unidos, Europa, y Japón. Para escanear a un paciente o un voluntario con DOT de alta densidad, los científicos atan una gorra flexible que cubre el exterior de la cabeza sobre la región cerebral de interés. Dentro de la gorra están los cables de fibra óptica, algunos de los cuales irradian la luz sobre la superficie de la cabeza, y detectan esa luz cuando se difunde a través de los tejidos.

A diferencia de los rayos X o el ultrasonido, la luz cercana al infrarrojo para a través del hueso con relativamente poca atenuación. Los científicos pueden usar la luz difundida para determinar el flujo sanguíneo y la oxigenación en los vasos sanguíneos del cerebro. Cuando esas características se aumentan, los investigadores asumen que el área del cerebro que ellos están escaneando está contribuyendo a una tarea mental.

La mayoría de estudios anteriores no han usado imagenología óptica difusa junto con la tomografía, un método computarizado para análisis de datos que permite el seccionamiento profundo y es más comúnmente aplicada a los rayos X y las exploraciones de tomografía de emisión de positrones (TEP). Adicionar la tomografía fue posible por la densidad mayor de los cables de fibra óptica en la unidad nueva de exploración. Con 54 cables de fibra óptica, la DOT de alta densidad tiene cuatro veces la densidad de los escáneres anteriores.

Para confirmar que lograron una resolución adecuada para ver el cerebro funcional, los científicos utilizaron DOT de alta densidad en participantes de un estudio humano para asociar la estimulación de áreas del campo visual a la activación de las áreas correspondientes en la corteza visual del cerebro.




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Washington University School of Medicine