El uso de imágenes fUSI abre una ventana al cerebro para estudios y tratamientos pioneros

La caracterización de los detalles estructurales, celulares y moleculares finos del cerebro humano es crucial para comprender la función y la disfunción del sistema nervioso central. Sin embargo, las limitaciones técnicas han impedido un análisis exhaustivo del cerebro humano. Ahora, un grupo de investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) ha logrado un avance significativo en el estudio del cerebro humano al desarrollar una técnica automatizada que permite obtener imágenes tridimensionales detalladas de cada hemisferio cerebral en un tiempo récord de poco más de cuatro días. 

Esta innovadora tecnología actúa como un zoom, brindando una visión completa de un hemisferio cerebral mientras se adentra en las estructuras más diminutas, como las neuronas y sus sinapsis. Este logro marca un hito en la neurociencia porque reduce drásticamente el tiempo y el esfuerzo necesarios para mapear el cerebro a nivel celular, facilitando una comprensión más profunda y precisa de su funcionamiento.

El proceso se basa en dividir el cerebro en miles de finas rodajas de tejido, que luego son reconstruidas minuciosamente mediante análisis computacional de última generación para formar un mapa completo y coherente del órgano. Estos científicos han desarrollado una plataforma tecnológica que consta de un dispositivo mecánico que permite el corte de tejido de manera que se preserva la conectividad; una nueva técnica química para diseñar las propiedades fisicoquímicas del tejido y permitir así la obtención de imágenes moleculares multiescala multiplexadas y una herramienta computacional para el análisis de todo ello. Uno de los investigadores del MIT que ha participado en este estudio,  Kwanghun Chung explica: «Esta tecnología realmente nos permite analizar el cerebro humano en múltiples escalas. Potencialmente, se puede utilizar para ‘mapear’ completamente cerebros humanos».

La Técnica fUSI en la práctica clínica

Los investigadores del MIT han dado un paso revolucionario en la observación del cerebro humano mediante la implantación de una ventana transparente en el cráneo de un paciente. A través de esta ventana, los investigadores han utilizado imágenes de ultrasonido funcional (fUSI) para recopilar datos de alta resolución sobre la actividad cerebral. Este enfoque pionero, publicado en Science Translational Medicine, no solo permite llevar a cabo una monitorización no invasiva de la función cerebral en tiempo real, sino que también abre un sinfín de nuevas posibilidades para la investigación clínica y el tratamiento de diversas afecciones neurológicas.

Por primera vez, se ha aplicado fUSI en un ser humano consciente, lo que ofrece una nueva perspectiva para el seguimiento y tratamiento de pacientes con discapacidades neurológicas. La técnica tiene el potencial de ser aplicada a pacientes con cráneos intactos, lo que podría revolucionar el diagnóstico y la intervención en casos de epilepsia, demencia y trastornos psiquiátricos, al proporcionar información funcional detallada y permitir tratamientos más proactivos y seguros.

El desarrollo de esta técnica es especialmente relevante en el contexto de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer. Los investigadores han demostrado la capacidad de la técnica para diferenciar entre un cerebro sano y uno afectado por esta enfermedad, observando con gran detalle la pérdida de sinapsis en áreas específicas. Esta capacidad de análisis abre la puerta a nuevas formas de investigar y entender las relaciones patológicas dentro del cerebro.

La capacidad de la tecnología fUSI para combinar precisión y rapidez en la obtención de imágenes cerebrales la posiciona como una herramienta clave en la neurociencia del futuro, con aplicaciones potenciales que van más allá del cerebro, extendiéndose a otros órganos del cuerpo humano. «Prevemos que esta plataforma tecnológica escalable mejorará nuestra comprensión de las funciones de los órganos humanos y los mecanismos de las enfermedades para estimular el desarrollo de nuevas terapias», concluye Chung.