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- Empezaremos por esbozar qué son las técnicas de neuroimagen en psicología.
- A continuación, veremos la definición de técnicas de neuroimagen.
A continuación, examinaremos los tipos de técnicas de neuroimagen, incluidas las técnicas invasivas y las nuevas técnicas de neuroimagen.
Por último, evaluaremos el uso de las técnicas de neuroimagen.
Las técnicas de neuroimagen permiten profundizar en la función del cerebro, freepik
Técnicas de neuroimagen en psicología
Aristóteles consideraba que el corazón era el responsable del funcionamiento psicológico humano. Más tarde, el centro de atención de muchos grandes pensadores se desplazó al cerebro cuando Galeno, un antiguo médico y filósofo romano, relacionó los ventrículos cerebrales con el pensamiento y la personalidad humanos.
El funcionamiento del cerebro siguió siendo un misterio durante mucho tiempo. En el siglo XIX, se realizaron autopsias cerebrales post mortem a pacientes con daños cerebrales para relacionar sus trastornos cognitivos con las regiones dañadas. Durante esta época, los investigadores identificaron regiones cerebrales asociadas a la personalidad, investigando el caso de Phineas Gage, y áreas responsables de la producción y comprensión del habla, investigadas por Paul Broca y Carl Wernicke.
Sin embargo, el gran avance en nuestra comprensión de la actividad cerebral se produjo en el siglo XX, con la invención de las técnicas de neuroimagen, que dieron lugar a una explosión de la investigación neurocientífica.
Definición de las técnicas de neuroimagen
Como su nombre indica, las técnicas de neuroimagen permiten crear imágenes de la estructura cerebral. Además, pueden medir la actividad en distintos lugares del cerebro.
Antes, los investigadores se limitaban a las autopsias post mortem para conocer los daños neurológicos de los pacientes. Hoy en día, gracias a las técnicas de neuroimagen, clínicos e investigadores pueden investigar el cerebro de las personas mientras siguen vivas.
Las técnicas de neuroimagen incluyen la imagen estructural y la funcional. La imagen estructural produce una imagen detallada de las estructuras cerebrales, mientras que la imagen funcional mide los cambios en la actividad de distintas regiones cerebrales registrando los cambios en la fisiología cerebral.
Lastécnicas de neuroimagen pueden dividirse en técnicas de imagen estructural y funcional , que son de gran importancia para la investigación y la práctica clínica. La imagen estructural, realizada con resonancia magnética (RM) o tomografía computarizada (TC), permite a los médicos diagnosticar lesiones cerebrales y enfermedades neurodegenerativas como la demencia, identificar hemorragias, inflamaciones y tumores, y ver el alcance de los daños tras un ictus.
Las técnicas de imagen estructural pueden utilizarse para ver si alguien ha sufrido daños cerebrales tras un accidente.
Por otra parte, las exploraciones PET (Tomografía por Emisión de Positrones), fMRI (Resonancia Magnética Funcional) y EEG (Electroencefalografía) se utilizan para investigar la actividad del cerebro que se produce mientras realizamos determinadas acciones. Esto permite a los investigadores relacionar la actividad de zonas cerebrales concretas con el comportamiento y el funcionamiento cognitivo. También proporcionan a los investigadores una visión única de las diferencias en el funcionamiento cerebral entre una persona sana y otra con una enfermedad neurológica.
Para investigar qué áreas cerebrales están implicadas cuando escuchamos música, los investigadores pueden utilizar escáneres fMRI y ver qué áreas cerebrales se iluminan en las personas cuando escuchan música en comparación con cuando escuchan ruidos diferentes.
Tipos de técnicas de neuroimagen
Veamos ahora más de cerca cómo funcionan las distintas técnicas de neuroimagen y cómo se utilizan en la práctica clínica y la investigación.
Tomografía computarizada (TC)
Una tomografía computarizada o TC es un ejemplo de imagen estructural. Durante una TC, se expone a una persona a radiación de rayos X. Dado que los distintos tejidos del cerebro (hueso, masa encefálica o líquido cefalorraquídeo) difieren en su absorción de la radiación, aparecerán de forma diferente en el escáner.
Las estructuras que absorben más radiación son las más brillantes en la exploración, mientras que las que absorben menos radiación son mucho más oscuras. La TC visualiza la absorción de los rayos X en los distintos cortes del cerebro, lo que permite localizar con precisión las anomalías.
Los médicos utilizan la TC para visualizar anomalías en la estructura ósea e identificar tumores o hemorragias cerebrales.
Aunque la TC es una técnica de imagen estructural menos precisa que la resonancia magnética (RM), es mucho más barata y puede estar más disponible en entornos clínicos.
El TAC cerebral puede revelar mucho sobre el cerebro, freepik.com
Tomografía por emisión de positrones (PET)
La tomografía por emisión de positrones es una técnica de imagen funcional que mide la actividad cerebral registrando los cambios en el flujo sanguíneo a distintas zonas del cerebro. Un mayor flujo sanguíneo indica una mayor actividad.
Cuando las zonas del cerebro y del cuerpo están activas, consumen más oxígeno, lo que provoca un mayor flujo sanguíneo a esa región para reponer la disponibilidad de oxígeno.
Antes de realizar una exploración PET, se inyecta un trazador radiactivo a la persona que se somete a la exploración. Cuando el trazador se desintegra, emite positrones que son captados por el escáner. Las zonas donde el flujo sanguíneo es mayor aparecen más rojas en la imagen producida por el escáner, lo que indica una mayor actividad de esa región cerebral.
- Algunas limitaciones de las exploraciones PET son que son menos precisas que una exploración fMRI.
- Además, como el trazador decae rápidamente, es difícil medir la actividad cerebral durante tareas más largas. La PET también es un procedimiento invasivo; la necesidad de administrar el trazador radiactivo aumenta los riesgos asociados a las exploraciones PET.
Las exploraciones PET pueden identificar tumores o las regiones cerebrales donde se inician los ataques en pacientes epilépticos antes de someterlos a cirugía.
Las exploraciones PET también se utilizaron en elestudio de memoria Gold de Tulving (1989). Tulving pidió a los participantes que evocaran recuerdos episódicos y semánticos y les inyectó un isótopo radiactivo de oro para ver cómo cambiaba su actividad cerebral.
Los resultados sólo fueron consistentes en 3 de los 6 participantes. Cuando los 3 participantes evocaron recuerdos episódicos, sus lóbulos frontal y temporal mostraron mayor actividad. En cambio, sus lóbulos parietal y occipital mostraban mayor actividad cuando pensaban en recuerdos semánticos.
Imágenes cerebrales PET, Departamento de Salud y Servicios Humanos, Institutos Nacionales de Salud, Instituto Nacional sobre el Envejecimiento : p.24[1], Dominio público, vía Wikimedia Commons
Resonancia Magnética Funcional (RMf)
De forma similar a la imagen PET, la fMRI visualiza la actividad de distintas regiones cerebrales midiendo los cambios en el flujo sanguíneo a otras áreas cerebrales. Sin embargo, la IRMf lo hace de forma un poco diferente: utilizando un campo magnético intenso. Este campo puede verse distorsionado por una molécula llamada desoxihemoglobina, lo que indica una mayor actividad cerebral.
La señal BOLD es la forma en que las IRMf identifican las áreas funcionales.
La hemoglobina es una proteína de las células sanguíneas que lleva oxígeno a las regiones cerebrales. Cuando las neuronas consumen oxígeno, la hemoglobina se convierte en desoxihemoglobina.
Una ventaja de esta técnica es que no es invasiva y no expone al individuo a sustancias nocivas ni a radiaciones. Además, es mucho más precisa que la PET, ya que mide los cambios de actividad en los pequeños cubos de píxeles de la imagen.
Estas unidades tridimensionales, denominadas vóxeles, abarcan todas las estructuras unitarias de 3 × 3 × 3 mm3.
La RMf es muy precisa, ya que tiene una gran resolución espacial. Permite a los investigadores observar qué zonas cerebrales se activan cuando una persona realiza una tarea en el escáner. Sin embargo, es muy ruidosa, lo que puede interferir en el experimento, y requiere que los pacientes permanezcan muy quietos.
La IRMf se utiliza en la práctica clínica para identificar anomalías cerebrales y evaluar el funcionamiento del cerebro de pacientes con enfermedades neurológicas.
También es una técnica valiosa para la investigación neurocientífica. Por ejemplo, utilizando la RMf, de Vignemont y Singer (2006) estudiaron la activación cerebral asociada a la empatía por el dolor. Pudieron identificar las áreas cerebrales precisas que estaban activas en los participantes tanto cuando experimentaban dolor como cuando veían a su pareja sufriendo.
Electroencefalografía (EEG)
La EEG se inventó 50 años antes que la PET y, en lugar de producir mapas de la actividad cerebral, registra las señales eléctricas de la capa cortical del cerebro. Para medir la actividad eléctrica del cerebro, los investigadores colocan de 25 a 34 electrodos en el cuero cabelludo de la persona, que se utilizan para registrar la actividad eléctrica del cerebro.
A continuación, los investigadores promedian la señal de los múltiples ensayos y la limpian para crear un potencial relacionado con eventos (PRE).
Los PRE muestran los cambios en la actividad eléctrica del cerebro que se produjeron en respuesta a los estímulos varias veces.
La medición de la actividad cerebral de las personas durante el sueño con un EEG condujo al descubrimiento del sueño REM. Los investigadores descubrieron que el cerebro no sólo está activo durante el sueño. Su actividad es mayor durante una fase del sueño que llamamos sueño REM.
La electroencefalografía puede mostrar zonas de actividad, flaticon
Nuevas técnicas de neuroimagen
Una de las técnicas de imagen cerebral más novedosas introducida recientemente es la resonancia magnética amplificada en 3D. Visualiza con gran detalle cómo se mueve el cerebro. Se trata de una nueva técnica importante para la práctica clínica, ya que los movimientos cerebrales anormales se han relacionado con trastornos neurológicos, y las anomalías en el movimiento no pueden observarse mediante imágenes estructurales o funcionales.
Técnicas invasivas de neuroimagen
Las técnicas invasivas implican la inserción de algo en el cuerpo. De todas las técnicas de exploración que hemos comentado, sólo la PET puede considerarse invasiva, porque implica la inyección de un trazador radiactivo. Sin embargo, es esencial recordar que invasivo no siempre significa peligroso. La cantidad de radiación a la que te expones durante una exploración PET se considera segura, ya que la sustancia radiactiva decae rápidamente.
Aunque el TAC implica exposición a radiación de rayos X, este procedimiento se considera seguro y no invasivo. La cantidad de radiación a la que te expones en un TAC equivale a unos 8 meses de radiación de fondo a la que estamos expuestos en nuestra vida cotidiana.
Evaluación de las técnicas de neuroimagen
Las técnicas de escáner cerebral han proporcionado a los investigadores una gran comprensión de cómo funciona nuestro cerebro al realizar distintas actividades.
Por ejemplo, demostraron que otras regiones cerebrales están activas cuando evocamos distintos tipos de recuerdos. También llevaron a los investigadores a descubrir la paradójica actividad cerebral que se produce durante el sueño REM.
Dado que las técnicas de neuroimagen nos permiten conocer el cerebro de las personas aún vivas, son una herramienta esencial para diagnosticar a las personas con afecciones neurológicas. Esto también permite a los clínicos elegir tratamientos adecuados para las personas o excluir diagnósticos inadecuados.
Las técnicas de neuroimagen permiten a clínicos e investigadores identificar qué áreas cerebrales están afectadas en personas con distintos déficits cognitivos. Esto nos muestra cómo las distintas funciones y comportamientos dependen de determinadas regiones cerebrales.
Clive Wearing era un paciente que perdió la mayor parte de sus recuerdos y la capacidad de formar recuerdos nuevos. Sus escáneres cerebrales revelaron grandes daños en los lóbulos temporales. Este estudio de caso corrobora la importancia de los lóbulos temporales en los procesos de creación y conservación de recuerdos.
Limitaciones de las técnicas de neuroimagen
Es importante recordar que los resultados producidos por las técnicas de exploración son correlacionales, y que estas correlaciones bien podrían ser accidentales si los datos no se analizan adecuadamente.
El problema de los resultados falsos positivos asociados a la investigación de fMRI fue abordado por el estudio de Bennetty colegas (2010), que ganó un Premio Nobel por sus hallazgos.
Los investigadores introdujeron un salmón muerto en la máquina de IRMf, le mostraron fotos de personas en distintas situaciones sociales y le preguntaron cómo podría haberse sentido una persona en esa situación.
Curiosamente, cuando los investigadores no analizaron correctamente los datos, parecía que había actividad en el cerebro y la médula espinal del salmón. Estos resultados eran falsos positivos, pero si los investigadores no hubieran garantizado un análisis adecuado de los datos, tendríamos pruebas de que los salmones muertos pueden ser bastante empáticos.
Utilización de técnicas de exploración - Puntos clave
- Las técnicas de neuroimagen incluyen la imagen estructural y la funcional. La imagen estructural produce una imagen detallada de las estructuras cerebrales, mientras que la imagen funcional mide los cambios en la actividad de las distintas regiones cerebrales registrando los cambios en la fisiología cerebral.
- El TAC es una técnica de imagen estructural que crea un mapa de las estructuras cerebrales exponiéndolas a la radiación de rayos X. Estas estructuras pueden diferenciarse en el escáner porque los distintos tejidos absorben cantidades diferentes de radiación.
- La PET es una técnica de imagen funcional que mide la actividad cerebral registrando los cambios en el flujo sanguíneo a distintas zonas del cerebro. La PET se considera una técnica de neuroimagen invasiva.
- La IRMf utiliza un potente campo magnético para visualizar la actividad de distintas regiones cerebrales midiendo los cambios en el flujo sanguíneo a distintas zonas cerebrales.
- Aunque las técnicas de exploración cerebral han contribuido significativamente a la investigación neurocientífica y a la práctica clínica, es esencial recordar que los resultados de algunas técnicas de exploración son correlacionales y pueden ser inexactos si se analizan incorrectamente, véase Bennett y colegas (2010).
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