La Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica (CEA) presentó hace unos días una serie de imágenes cerebrales obtenidas con el escáner de imagen de resonancia magnética (IRM) Iseult a un nivel de resolución nunca visto.
Según la comunidad científica, gracias al alcance de resoluciones tan finas con este potente escáner de IRM será posible acceder a información sobre neuronas que antes era inalcanzable y comprender cómo el cerebro codifica representaciones mentales y procesos de aprendizaje e incluso descubrir las firmas neuronales de los estados de conciencia.
Y es que Iseult está equipado con un campo magnético incomparable de 11.7 tesla, lo que lo convierte en el escáner de resonancia magnética más potente del mundo.
IRM
La IRM es una tecnología no invasiva que produce imágenes anatómicas tridimensionales detalladas sin el uso de la radiación dañina.
Se utiliza frecuentemente para la detección de enfermedades, el diagnóstico y el monitoreo de tratamientos.
Los escáneres de IRM son particularmente apropiados para obtener imágenes de las partes no óseas o de los tejidos blandos del cuerpo. Difieren de la tomografía computarizada (TC) en que no usan la radiación ionizante dañina de los rayos X.
El cerebro, la médula espinal y los nervios, así como los músculos, ligamentos y tendones, se ven mucho más claros con la IRM que con los rayos X y la TC regulares.
Por esta razón la IRM se utiliza con frecuencia para obtener imágenes de lesiones de rodilla, hombro y otras partes del cuerpo.
En el cerebro la IRM puede diferenciar entre la materia blanca y la materia gris, además de que puede usarse para diagnosticar aneurismas y tumores.
Debido a que la IRM no utiliza rayos X u otra radiación, es la modalidad preferida cuando se requieren imágenes frecuentes para el diagnóstico o la terapia, especialmente en el cerebro. Sin embargo, es más costosa que las imágenes de rayos X o de escaneo por TC.
Vanguardia
Los científicos ya han utilizado los escáneres de resonancia magnética para demostrar que cuando el cerebro reconoce cosas particulares, como rostros, lugares o palabras, se activan distintas regiones de la corteza cerebral.
Sin embargo, las primeras imágenes de cerebros humanos tomadas por Iseult significan un paso importante hacia la precisión, que ofrecerá información prometedora sobre el misterioso funcionamiento de nuestra mente y las enfermedades que la afectan.
La CEA y sus socios tardaron 25 años en desarrollar Iseult, que aloja un cilindro de cinco metros de largo y cinco de alto, con capacidad para un imán de 132 toneladas accionado por una bobina que transporta una corriente de mil 500 amperios. Cuenta además con una abertura de 90 centímetros que permite el deslizamiento de una persona dentro del aparato.
Esta potencia permite que Iseult escanee imágenes diez veces más precisas que los IRM comúnmente utilizados en hospitales, cuya potencia normalmente no supera los tres teslas.
“Con esta máquina podemos ver los pequeños vasos que alimentan la corteza cerebral, o detalles del cerebelo que eran casi invisibles hasta ahora”, indicó Alexandre Vignaud, físico del instituto NeuroSpin y la Universidad Paris-Saclay, quien trabaja en el proyecto.
Investigación
Los investigadores del CEA utilizaron por primera vez la máquina para escanear una calabaza en 2021. Recientemente las autoridades sanitarias dieron luz verde para escanear humanos.
Iseult pudo obtener imágenes anatómicas del cerebro humano sin precedentes de 20 voluntarios en solo cuatro minutos. Un avance significativo es la altísima resolución de las imágenes, lograda en un corto tiempo de adquisición: 0.2 mm en el plano y un mm en profundidad, lo que representa un volumen equivalente a solo unos pocos miles de neuronas. A modo de comparación, lograr la misma calidad de imagen requeriría teóricamente varias horas en un escáner de resonancia magnética que normalmente se encuentra en los hospitales, lo cual no es realista debido a la comodidad del paciente y la imagen borrosa inducida por el movimiento.
Las imágenes logradas con Iseult podrán ayudar a la comunidad científica a comprender mejor el cerebro humano y enfermedades neurológicas como el Alzheimer o el Parkinson, así como afecciones de salud mental como la depresión o la esquizofrenia.
“Esta primicia mundial proporcionará una mejor detección y tratamiento de las patologías del cerebro”, afirmó Sylvie Retailleau, ministra de Investigación de Francia. “¡La precisión es difícil de creer! Es una maravilla de mapas mentales”, aseveró.
Con Iseult los científicos también esperan mapear cómo ciertos medicamentos utilizados para tratar el trastorno bipolar, como el litio, se distribuyen a través del cerebro.
El fuerte campo magnético creado por el IRM podrá ayudar a dilucidar qué partes del cerebro reciben la influencia del litio. Esto permitiría identificar qué pacientes responderán mejor o peor al medicamento.
“Si podemos comprender mejor estas enfermedades tan nocivas, podremos diagnosticarlas antes y por lo tanto tratarlas mejor”, finalizó Vignaud.
Funcionamiento de una IRM
La IRM emplea imanes poderosos que producen un potente campo magnético que obliga a los protones en el cuerpo a alinearse con ese campo. Cuando se pulsa una corriente de radiofrecuencia a través de un paciente los protones son estimulados y giran fuera de equilibrio, luchando contra la fuerza del campo magnético. Cuando se apaga el campo de radiofrecuencia los sensores de IRM son capaces de detectar la energía liberada, mientras los protones se realinean con el campo magnético. El tiempo que tardan los protones para realinearse con el campo magnético, así como la cantidad de energía liberada, cambian dependiendo del entorno y la naturaleza química de las moléculas. Los médicos son capaces de identificar la diferencia entre los varios tipos de tejidos basándose en estas propiedades magnéticas. Para obtener una imagen por IRM se coloca a un paciente dentro de un imán muy grande y debe permanecer inmóvil durante el proceso para que la imagen no salga borrosa. Los medios de contraste que a menudo contienen el elemento gadolinio se pueden administrar al paciente por vía intravenosa, antes o durante la IRM, para aumentar la velocidad a la cual los protones se realinean con el campo magnético. Mientras más rápido se realineen los protones, más brillante será la imagen.
Fuente: NIH