Un dispositivo portátil de imagen cerebral revela cómo responden los bebés en situaciones reales
Cuando los científicos quieren estudiar la actividad del cerebro de una persona utilizan un escáner de resonancia magnética. Si alguna vez te han hecho esta prueba, sabrás que hay que estar muy quieto durante varios minutos. No parece algo que se puede aplicar a los bebés, pero hay otras soluciones.
Una nueva tecnología que utiliza ondas de luz inocuas para medir la actividad del cerebro de los bebés ha proporcionado la imagen más completa hasta la fecha de funciones cerebrales como la audición, la visión y el procesamiento cognitivo fuera de un escáner cerebral convencional y restrictivo, en un nuevo estudio dirigido por investigadores de la UCL y Birkbeck.
El dispositivo portátil de obtención de imágenes cerebrales, desarrollado en colaboración con Gowerlabs, una empresa derivada de la UCL, detectó una actividad inesperada en el córtex prefrontal, una zona del cerebro que procesa las emociones, en respuesta a estímulos sociales, lo que parece confirmar que los bebés empiezan a procesar lo que les ocurre en situaciones sociales a partir de los cinco meses de edad.
Esta última tecnología puede medir la actividad neuronal en toda la superficie externa del cerebro de un bebé. Una versión anterior desarrollada por el mismo equipo sólo podía medir la actividad en una o dos partes del cerebro del bebé a la vez.
Mapear el autismo, la dislexia y el TDAH
Los investigadores afirman que esta tecnología podría ayudar a cartografiar las conexiones entre las distintas regiones cerebrales y establecer qué distingue el neurodesarrollo típico del atípico en las cruciales primeras etapas de la infancia, así como arrojar luz sobre trastornos de la neurodiversidad como el autismo, la dislexia y el TDAH.
El desarrollo del nuevo dispositivo y los resultados de las primeras pruebas se documentan en un nuevo estudio, publicado en Imaging Neuroscience, y se presentarán en el Festival Británico de la Ciencia el sábado 14 de septiembre.
El Dr. Liam Collins-Jones, primer autor del estudio de Física Médica e Ingeniería Biomédica de la UCL y la Universidad de Cambridge, ha declarado: «Anteriormente habíamos desarrollado un método de obtención de imágenes que se podía llevar puesto y que permitía cartografiar la actividad en zonas específicas del cerebro.
Sin embargo, esto dificultaba la obtención de una imagen completa, ya que sólo podíamos centrarnos en una o dos zonas de forma aislada, mientras que en la realidad distintas partes del cerebro trabajan juntas cuando se navega por escenarios del mundo real».
«El nuevo método nos permite observar lo que ocurre en toda la superficie cerebral externa subyacente al cuero cabelludo, lo que supone un gran avance. Abre la posibilidad de detectar interacciones entre distintas áreas y detectar actividad en zonas que antes no podíamos observar».
«Esta imagen más completa de la actividad cerebral podría mejorar nuestra comprensión del funcionamiento del cerebro del bebé en su interacción con el mundo que le rodea, lo que podría ayudarnos a optimizar el apoyo a los niños neurodiversos en las primeras etapas de su vida».
Entre cinco y siete meses
La profesora Emily Jones, autora del estudio de Birkbeck, Universidad de Londres, afirmó: «Es la primera vez que se miden diferencias de actividad en una zona tan amplia del cerebro en bebés mediante un dispositivo portátil, incluidas partes del cerebro que intervienen en el procesamiento del sonido, la visión y las emociones».
La tecnología desarrollada y probada en este estudio es un paso adelante hacia una mejor comprensión de los procesos cerebrales que subyacen al desarrollo social, que hasta ahora no habíamos podido observar fuera de los límites muy restrictivos de un escáner de resonancia magnética».
«Con esto deberíamos poder ver lo que ocurre en el cerebro de los bebés mientras juegan, aprenden e interactúan con otras personas de una forma muy natural».
El nuevo dispositivo se probó en dieciséis bebés de entre cinco y siete meses. Con el dispositivo puesto, los bebés se sentaron en el regazo de sus padres y se les mostraron vídeos de actores cantando canciones infantiles para imitar un escenario social, y vídeos de juguetes en movimiento, como una pelota rodando por una rampa, para imitar un escenario no social.
Los investigadores observaron diferencias en la actividad cerebral entre ambas situaciones. Además de los hallazgos inesperados en el córtex prefrontal observados en respuesta a estímulos sociales, los investigadores descubrieron que la actividad estaba más localizada en respuesta a estímulos sociales que a estímulos no sociales, lo que validaba hallazgos anteriores de estudios de neuroimagen óptica y resonancia magnética.
En la actualidad, la forma más completa de ver lo que ocurre en el cerebro humano es la resonancia magnética, que implica que el sujeto permanezca inmóvil en el escáner durante 30 minutos o más.
El inconveniente de este método es que resulta difícil imitar situaciones naturales, como la interacción con otra persona o la realización de una tarea, sobre todo en el caso de los niños, que tendrían que estar dormidos o sujetos para que la resonancia magnética pudiera obtener imágenes de su actividad cerebral.
Para solucionar este problema, en los últimos años este equipo de investigadores ha utilizado una forma de neuroimagen óptica, denominada tomografía óptica difusa de alta densidad (HD-DOT), para desarrollar dispositivos portátiles capaces de estudiar la actividad cerebral de forma más natural. La tecnología también tiene la ventaja de ser más barata y portátil que la resonancia magnética.
En el nuevo estudio, los investigadores desarrollaron un método de neuroimagen óptica HD-DOT capaz de escanear toda la cabeza del bebé.
El dispositivo utilizado en el estudio se adaptó a partir de un sistema comercial desarrollado por Gowerlabs, una empresa derivada de la UCL fundada en 2013 por investigadores del Laboratorio de Investigación de Óptica Biomédica de la UCL.
El Dr. Rob Cooper, autor principal del estudio de Física Médica e Ingeniería Biomédica de la UCL, dijo: «Este dispositivo es un gran ejemplo de investigación académica y desarrollo tecnológico comercial trabajando mano a mano.
«La larga colaboración entre la UCL y Gowerlabs, junto con nuestros socios académicos, ha sido fundamental para el desarrollo de la tecnología HD-DOT portátil».
REFERENCIA
Imagen: La madre Mererid y el bebé Mabli participaron como voluntarios en el estudio. Crédito: Liam Collins-Jones/UCL
