Gorro de neuroimagenología portátil mapea el cerebro pediátrico

Un estudio nuevo sugiere que la tecnología de mapeo cerebral basada en tomografía óptica puede ayudar a comprender cómo se desarrollan en los bebés afecciones como el autismo y la parálisis cerebral.

Desarrollado por investigadores del Colegio Universitario de Londres (UCL, Reino Unido), la Universidad de Cambridge (Reino Unido) y otras instituciones, el gorro de tomografía óptica difusa de alta densidad (HD-DOT) utiliza cientos de diodos emisores de luz (LED) y detectores ópticos dispuestos en una red densa sobre el cuero cabelludo para mapear los cambios en la oxigenación en el cerebro, creando imágenes tridimensionales (3D) de alta calidad de la actividad cerebral sin la necesidad de un escáner de imágenes por resonancia magnética (RM).

Utilizando un paradigma de estímulo social bien establecido, los investigadores demostraron que es posible obtener imágenes funcionales de alta calidad del cerebro infantil utilizando HD-DOT, con restricciones ambientales mínimas. Los resultados fueron consistentes con las medidas de espectroscopía funcional de infrarrojo cercano de baja densidad (fNIRS), pero mostraron una localización espacial superior, una especificidad de profundidad mejorada, una relación señal/ruido más alta (SNR) y una mejora dramática en la consistencia de las respuestas entre los participantes. El estudio fue publicado el 24 de octubre de 2020 en la revista NeuroImage.

“El enfoque que hemos demostrado es seguro, silencioso y portátil, y puede producir imágenes de la función cerebral con mejor resolución espacial que cualquier otra tecnología comparable”, dijo la autora principal Elisabetta Maria Frijia, PhD, del departamento de Física Médica e Ingeniería Biomédica del UCL. “Nuestra esperanza es que esta nueva generación de tecnologías permita a los investigadores de una amplia gama de campos aprender más sobre cómo se desarrolla el cerebro infantil sano y establecer nuevas formas de diagnosticar, monitorear y, en última instancia, tratar afecciones neurológicas como el autismo y la parálisis cerebral”.

“Hay muchas cosas que todavía no sabemos sobre cómo se desarrolla el cerebro, y una gran parte del problema es que estudiar el cerebro infantil es realmente difícil con los escáneres tradicionales. Como todo padre sabe, los bebés de 6 meses son muy activos; se mueven todo el tiempo y se distraen fácilmente”, dijo el autor principal, Rob Cooper, PhD, también del departamento de Física Médica e Ingeniería Biomédica del UCL. “Con una técnica como la resonancia magnética, el sujeto tiene que permanecer completamente quieto, lo que es casi imposible con los bebés a menos que estén dormidos o sedados”.

HD-DOT aprovecha la electrónica flexible para producir sensores livianos y de perfil ultrabajo que se pueden interconectar directamente para formar matrices de imágenes. Al combinar varios módulos a través de un conector integrado de placa a placa, el sistema se puede utilizar para crear una amplia gama de matrices de imágenes flexibles y ultralivianas que incorporan cientos de emisores y detectores de luz en el CIR para obtener imágenes de forma segura de la corteza del cerebro infantil.

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Colegio Universitario de Londres
Universidad de Cambridge