Si alguna vez te has encontrado en una máquina de resonancia magnética, sabes que mantenerte quieto no es fácil. Para los recién nacidos, es casi imposible. Ahora, una sonda portátil de ultrasonido sobre el tamaño de un dominó podría hacer un trabajo similar, detectando convulsiones y otra actividad cerebral anormal en tiempo real, según un nuevo estudio. También podría controlar los bebés en crecimiento para el daño cerebral que puede conducir a enfermedades como la parálisis cerebral.
“Esta es una ventana de tiempo a la que no hemos tenido acceso, y técnicas como ésta realmente van a abrir eso”, dice Moriah Thomason, un neurocientífico de la Universidad Estatal Wayne en Detroit, Michigan, que no estuvo involucrado en el nuevo estudio.
Los investigadores han sido capaces de tomar imágenes fijas del cerebro del recién nacido y estudiar el tejido cerebral después de la muerte. Pero la función cerebral durante las primeras semanas de vida, que es “absolutamente esencial para la salud humana en el futuro”, siempre ha sido algo así como una caja negra, dice Thomason. Dos técnicas utilizadas en la resonancia magnética de adultos-funcional (fMRI), que puede medir el flujo sanguíneo; y la electroencefalografía (EEG), que mide la actividad eléctrica en las capas externas del cerebro, tienen sus inconvenientes. FMRI no funciona bien con los squirmy tots, es caro, y es demasiado grande para llevar a la cama de un bebé delicado. EEG -que sólo requiere unir unos cuantos cables a la cabeza de alguien- no puede penetrar estructuras cerebrales más profundas o mostrar dónde comienza una crisis, información crítica para los médicos que sopesan las opciones de tratamiento, dice Olivier Baud,
Buscando desarrollar algo pequeño, pero poderoso, Baud y sus colegas se volvieron al ultrasonido, una tecnología de imagen que utiliza ondas de sonido de alta frecuencia para capturar imágenes en movimiento de estructuras dentro del cuerpo. Estudios previos han demostrado que las ondas ultra-sónicas extremadamente rápidas -10.000 cuadros por segundo, en comparación con los 50 cuadros por segundo en imágenes médicas convencionales- pueden detectar pequeños cambios en el volumen sanguíneo dentro de los vasos sanguíneos en roedores y cerebros humanos. Al igual que en fMRI, los científicos utilizan estos cambios en el flujo sanguíneo para aproximar la actividad eléctrica en las neuronas. Pero debido a que el ultrasonido no pasa fácilmente a través del hueso, estos estudios requerían que el cráneo se depositara o se abriera.
El equipo de Baud apuntó a un punto blando: la fontanela anterior, una abertura cubierta de membrana entre los huesos del cráneo de un niño, que se endurece a medida que los huesos se funden alrededor de los 2 años. Los investigadores conectaron una sonda ultrasónica de 40 gramos a las fontanelas anteriores de seis bebés sanos. Un soporte de silicio flexible mantuvo el dispositivo en su lugar, mientras que un cable transmitió datos a un ordenador.
A pesar de su pequeño tamaño, las sondas son 50 veces más sensibles al medir el flujo sanguíneo como el ultrasonido convencional. Al igual que una máquina de EEG, podían distinguir fácilmente entre dos fases de sueño en los recién nacidos de siesta: sueño “activo”, en el que el cerebro muestra actividad eléctrica continua; y el sueño “tranquilo”, en el cual la actividad cerebral se enciende y disminuye. Cuando se combinaron con EEG, las sondas detectaron convulsiones en dos recién nacidos cuyas córtex se habían desarrollado anormalmente. Los investigadores fueron incluso capaces de identificar dónde en el cerebro de las convulsiones comenzó por el seguimiento de las olas de aumento del flujo sanguíneo que se producen durante un evento de este tipo, informan hoy en Science Translational Medicine .
La sonda, que ejecuta software personalizado en hardware comercialmente disponible, aún no es lo suficientemente sensible como para controlar la actividad cerebral fuera del área de la fontanela. Con el refinamiento, sin embargo, Baud cree que el dispositivo será capaz de detectar la actividad anormal del cerebro causada por condiciones como la sepsis de inicio temprano, una infección del torrente sanguíneo que puede causar daño cerebral. También podría ayudar a distinguir la actividad cerebral saludable e insalubre en los bebés jóvenes, un aspecto de vital importancia de los ensayos clínicos para los medicamentos destinados a proteger el cerebro de la infección.
La nueva técnica es igualmente importante para los neurocientíficos que quieren estudiar el desarrollo normal del cerebro y los orígenes del desarrollo de enfermedades como el autismo, dice Thomason. Si los investigadores pudieran adquirir más datos sobre el desarrollo del cerebro durante esta etapa temprana, dice, “podríamos hacer predicciones mucho más fuertes en el futuro”.