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Alternativa para la rehabilitación funcional del cerebro

Christian Coria Gonzalez
6/nov/2013

El Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) y el Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía (INNN) se unen para desarrollar un casco portátil que permita monitorear la rehabilitación en pacientes con daños neurológicos.

En el marco del Seminario de Física Médica impartido en el IFUNAM, el investigador del INAOE, Carlos Treviño, habló acerca de este proyecto en la charla denominada “Desarrollo de imágenes neuronales” el pasado jueves 10 de octubre.

El objeto de la investigación consiste en desarrollar un sistema de espectroscopía infraroja funcional (denominada como fNIRS-FD) en distintos canales para poder detercar señales en la actividad neuronal y usarlo para capturar aspectos de la plasticidad cerebral en pacientes de infarto cerebral en terapia de rehabilitación.

Después de un infarto o embolia cerebral existe una reorganización de funciones para la recuperación de las funciones perdidas. La reorganización se lleva a cabo a través de terapias a base de ejercicios repetitivos que inducen cambios funcionales neuroplásticos. Las funciones cerebrales de una zona dañada por un infarto se reasignan a otras áreas del cerebro.


El objeto de la investigación consiste en desarrollar un sistema de espectroscopía infraroja funcional (denominada como fNIRS-FD).

De acuerdo con Treviño, el desarrollo de un prototipo de tomografía óptica basada en un estudio multicanal (combinación de dos o más canales de infotmación en un solo medio de transmisión) en el espacio de frecuencias ayudará a monitorear el cambio funcional del cerebro, y puede extenderse a otros campos de la imaginología cerebral.

Actualmente hay varias técnicas para el estudio funcional del cerebro no invasivo in vivo, por ejemplo, la Electroencefalografía (EEG), Imagen por resonancia magnética funcional (fMRI) y Tomografía por emisión de positrones (PET).

La resonancia magnética funcional es un procedimiento que mide la actividad neuronal detectando cambios asociados al flujo sanguíneo. Esta técnica se basa en el hecho de que la actividad neuronal y el flujo sanguíneo cerebral están acoplados. Es decir, cuando un área del cerebro está en uso, el flujo sanguíneo de esta región también incrementa.

Pero si ya existe esto, entonces “¿cuál es el chiste de generar algo nuevo?”, pues que “en fNIRS se mide directamente la actividad cerebral" dijo Carlos Treviño, a diferencia del fMIR que la mide mediante los cambios del flujo sanguíneo.

Así fNIRS surge como una alternativa a las técnicas convencionales de imaginología funcional con una buena combinación de parámetros espacio-temporales. Además ofrece ventajas comparativamente superiores a las técnicas: tienen buena resolución espacio-temporal, se puede usar en pacientes no aptos incluidos niños y personas con parálisis, tiene bajo costo y es portable.

“Ya contamos con un primer prototipo de oxímetro muy rudimentario, más adelante la idea es replicarlo para tener cuatro canales y formar imágenes, dijo Treviño.

“Un oxímetro mide en un punto la concentración de oxígeno. Puede medirlo en cualquier parte del cuerpo, lo más común son los dedos de la mano, el tobillo o el cerebro. En contraste, fNIRS es un conjunto de oxímetros que con un arreglo de fuentes/detectores en la cabeza pueden asociar la cantidad de oxígeno al proceso cognitivo o funcional”, explicó a noticias IFUNAM.

Según el investigador la meta, en cuanto a ciencia se refiere, es la “detección de la Señal Óptica Rápida (SOR)”,es decir, un cambio en el espectro que precede a la activación neuronal por activación de la membrana celular. En la cuestión médica, el reto es lograr “el prototipo del dispositivo de tomografía óptica multicanal para imágenes neuronales”.

“El no ser médico, sino óptico de láseres me permite usar técnicas un poco más sofisticadas para extraer la información para detectar la SOR”, dijo Treviño a Noticias IFUNAM.

Este dispositivo será probado en ratas, provocando estímulos visuales para así medir la actividad cerebral en sujetos sanos. Su aplicación real en humanos implica la reorganización funcional en pacientes en rehabilitación motora.

“El chiste es que los médicos prefieran esto a la resonancia magnética”, dijo finalmente Carlos Treviño.