Las señales funcionales de resonancia magnética pueden tergiversar la verdadera actividad cerebral

Las señales funcionales de resonancia magnética pueden tergiversar la verdadera actividad cerebral

Investigadores de la Universidad Técnica de Munich (TUM) y de la Universidad Friedrich-Alexander Erlangen-Nuremberg (FAU) descubrieron que un aumento de la señal de resonancia magnética funcional se asocia con una actividad cerebral reducida en alrededor del 40 por ciento de los casos. Al mismo tiempo, observaron señales reducidas de fMRI en regiones con mayor actividad.

Esto contradice la suposición de larga data de que el aumento de la actividad cerebral siempre va acompañado de un aumento del flujo sanguíneo para satisfacer las mayores necesidades de oxígeno. Dado que decenas de miles de estudios de resonancia magnética funcional en todo el mundo se basan en esta suposición, nuestros resultados podrían conducir a interpretaciones opuestas en muchos de ellos".

Dra. Samira Epp, primera autora

Los ítems de la prueba revelan desviaciones de la interpretación estándar

El PD Dr. Valentin Riedl, ahora profesor de la FAU, y su colega Epp examinaron a más de 40 participantes sanos durante su estancia en la TUM. A cada uno se le asignaron varias tareas experimentales, como aritmética mental o recuperación de recuerdos autobiográficos, que se sabe que provocan cambios predecibles en la señal de resonancia magnética funcional en regiones cerebrales distribuidas. Durante estos experimentos, los investigadores midieron simultáneamente el consumo real de oxígeno utilizando una novedosa técnica cuantitativa de resonancia magnética.

Los resultados fisiológicos variaron según la tarea y la región del cerebro. El aumento del consumo de oxígeno, por ejemplo en las zonas de cálculo, no estuvo acompañado del aumento esperado del flujo sanguíneo. Más bien, los análisis cuantitativos mostraron que estas regiones cubrieron sus necesidades energéticas adicionales extrayendo más oxígeno del suministro sanguíneo inalterado. Esto les permitió utilizar el oxígeno presente en la sangre de manera más eficiente sin necesidad de aumentar el flujo sanguíneo.

Implicaciones para la interpretación de los trastornos cerebrales.

Según Riedl, estos hallazgos también influyen en la interpretación de los resultados de la investigación sobre enfermedades cerebrales: "Muchos estudios de resonancia magnética funcional sobre enfermedades psiquiátricas o neurológicas, desde la depresión hasta el Alzheimer, interpretan los cambios en el flujo sanguíneo como una señal fiable de una activación insuficiente o excesiva de las neuronas. Dada la importancia limitada de tales mediciones, esto ahora debe ser reevaluado. Especialmente en grupos de pacientes con cambios vasculares, por ejemplo debido al envejecimiento o enfermedades vasculares, los valores medidos pueden reflejar principalmente diferencias vasculares y no déficits neuronales". Estudios anteriores en animales ya apuntan en esta dirección.

Por tanto, los investigadores proponen complementar el enfoque tradicional de resonancia magnética con mediciones cuantitativas. A largo plazo, esta combinación podría formar la base para modelos cerebrales basados ​​en la energía: en lugar de mostrar mapas de activación basados ​​en suposiciones sobre el flujo sanguíneo, análisis futuros podrían mostrar valores que indiquen cuánto oxígeno, y por tanto energía, se utiliza realmente para procesar la información. Esto abre nuevas perspectivas para examinar y comprender con mayor precisión el envejecimiento, las enfermedades psiquiátricas o neurodegenerativas en relación con los cambios absolutos en el metabolismo energético.

Fuentes: