RM muestra reestructuración radical de redes cerebrales en pacientes comatosos

Un grupo internacional de científicos ha estudiado los datos de 17 pacientes comatosos con información de imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI). Su investigación reveló que las redes del cerebro de estos pacientes han sido reestructuradas. Estos hallazgos podrían ayudar a los médicos clínicos a optimizar el diagnóstico de los pacientes comatosos.

Los investigadores se dedican al estudio de las redes cerebrales de pacientes en estado de coma (no traumatizados) con lesiones cerebrales, un estado en el cual se considera que el individuo está inconsciente. Los hallazgos fueron publicados en diciembre de 2012 en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS). Los autores del estudio emplearon una novedosa metodología basada en la teoría de gráficas, según la cual, las imágenes fueron ensambladas utilizando información de resonancia magnética funcional en reposo y con el uso de tecnología estadística para el procesamiento de señales. Se obtuvieron los índices de efectividad local y total de las redes cerebrales funcionales para 17 pacientes con lesiones cerebrales y 20 para participantes sanos del estudio. Se obtuvieron las correlaciones en 417 áreas del cerebro para crear gráficos de las conexiones cerebrales utilizando correlaciones estadísticamente significativas.

Investigadores del INSERM (Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale) Unidad 836, Instituto de Neurociencias de Grenoble (Francia), del CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique, París, Francia), del laboratorio GIPSA (Grenoble, Francia) y del Instituto de Neurociencia Clínica y del Comportamiento (Cambridge, Reino Unido), en colaboración con profesionales clínicos del Centro Hospitalario Universitario de Estrasburgo (Francia), han logrado señalar redes cerebrales reestructuradas en pacientes comatosos (no traumatizados) con daño cerebral.

Mediante la comparación con los de los individuos sanos, los resultados revelaron que la conectividad cerebral total se mantuvo en los pacientes comatosos. Mediante el examen de la conectividad a nivel local, los autores del estudio han observado que algunas regiones del cerebro ("hubs"), que están muy conectadas en voluntarios sanos, no están tan bien conectadas en los pacientes comatosos. Por otra parte, las regiones que están conectadas, menos densamente, en las redes de los sujetos sanos se convierten en “hubs” en los pacientes comatosos.

El método de gráficas de conectividad se utiliza para resumir en una sola imagen la información adquirida mediante la resonancia magnética. Se convierte la eficacia de las conexiones en una sola región en comparación con todas los demás. Mediante la agrupación de la mayoría de regiones interconectadas, se obtienen módulos (cada uno representado por un color diferente). Los pacientes y voluntarios sanos tienen diferentes modelos de ubicación espacial, lo que supone cambios radicales en las conexiones cerebrales.

De acuerdo con hipótesis actuales, los trastornos de la conciencia de los pacientes en coma persistente podrían estar relacionados con fenómenos de desconexión entre regiones corticales específicas, en particular del precúneo. Los resultados del estudio también apuntan en esta dirección. “Desde una perspectiva global, la topología de las conexiones cerebrales resiste bien los traumatismos mediante la reorganización de las regiones más interconectadas de la red. Por tanto, parece que los estados de coma pueden estar relacionados con cambios en la ubicación de los ejes entre las redes cerebrales”, sugirió Chantal Delon Martin, investigador del INSERM.

Los pacientes con lesión cerebral pueden recorrer un rango de estados clínicamente definidos: un estado vegetativo que se caracteriza por la conservación del ciclo sueño-vigilia (es decir, abrir los ojos espontáneamente, respiración autónoma), estado de conciencia mínima, donde los pacientes conservan parcialmente la conciencia ambiental (capacidad de movimiento ocular, reacción a la estimulación), síndrome de cautiverio donde el paciente está paralizado pero consciente (comunicación a través de los ojos), muerte cerebral cuando el coma es irreversible (línea plana en el EEG [electroencefalograma], no hay flujo sanguíneo).

Las evaluaciones de lesiones cerebrales en pacientes comatosos se realizan actualmente a través del examen clínico, resonancia magnética morfológica, potenciales evocados y por SPECT (tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT) y tomografía de emisión de positrones (TEP). “Los resultados de este estudio podrían ayudar a los profesionales clínicos en el difícil proceso de diagnóstico para los pacientes en estado de coma, ya que este método permite caracterizar a cada paciente de forma individual”, concluyeron los investigadores.

Enlaces relacionados:

Grenoble Institut des Neurosciences

Inserm GIPSA Lab

Behavioural and Clinical Neuroscience Institute

CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique)