Una nueva tecnología que utiliza ondas de luz inocuas para medir la actividad en el cerebro de los bebés ha proporcionado la imagen más completa hasta la fecha de funciones cerebrales tale como la audición, la visión y el procesamiento cognitivo, todo ello fuera de los límites de los escáneres cerebrales convencionales.
Esta nueva tecnología, desarrollada por investigadores de la London’s Global University (UCL) y Birbeck, se materializa en un equipo de imagen cerebral portátil, diseñado específicamente para ser utilizado en bebés de forma cómoda y segura. La creación de este dispositivo fue posible gracias a la asociación con Gowerlabs, una start-up de la UCL, que ha jugado un papel crucial en el desarrollo y la adaptación de la tecnología para su uso en estudios neurocientíficos infantiles.
Facilitando el ‘acceso’ al cerebro humano
Actualmente, la forma más completa de ver lo que está sucediendo en el cerebro humano es con imágenes de resonancia magnética (RM), que implica que el sujeto esté muy quieto dentro del escáner durante potencialmente 30 minutos o más.
El inconveniente de este enfoque es que es difícil imitar escenarios naturales, como interactuar con otra persona o realizar una tarea, particularmente con bebés que necesitarían estar dormidos o confinados para que una resonancia magnética tenga éxito su actividad cerebral.
Para ayudar a superar esto, en los últimos años este equipo de investigadores ha utilizado una forma de neuroimagen óptica, llamada tomografía óptica difusa de alta densidad (HD-DOT), para desarrollar dispositivos portátiles que son capaces de estudiar la actividad cerebral de forma más natural. La tecnología también tiene la ventaja de ser más barata y más portátil que la resonancia magnética.
Con todo ello, los investigadores se propusieron en un nuevo estudio desarrollar un método de neuroimagen óptica HD-DOT capaz de escanear toda la cabeza del bebé.
Avances en la comprensión del cerebro infantil
La nueva herramienta de imagen desarrollada ha permitido observar la actividad neuronal a lo largo de toda la superficie externa del cerebro de los bebés, un avance significativo respecto a las tecnologías anteriores que limitaban la observación a áreas específicas del cerebro. Este desarrollo proporciona una imagen completa y dinámica de cómo los bebés procesan estímulos tanto sociales como no sociales desde una edad muy temprana.
Uno de los hallazgos más intrigantes obtenidos mediante este dispositivo es la actividad detectada en la corteza prefrontal cuando los bebés están expuestos a estímulos sociales. Esto indica que, desde los cinco meses de edad, los bebés no solo están conscientes de su entorno social, sino que también procesan activamente las interacciones sociales, lo que podría tener implicaciones significativas para entender el desarrollo temprano de habilidades sociales y emocionales.
El uso de esta tecnología no se limita únicamente a la investigación básica; tiene el potencial de influir de manera significativa en la detección temprana y el tratamiento de trastornos del neurodesarrollo, como el autismo, la dislexia y el TDAH. Al mapear cómo se forman y funcionan las conexiones entre diversas regiones del cerebro durante los primeros años críticos de vida, los investigadores podrían desarrollar mejores estrategias para apoyar a los niños con trayectorias de desarrollo atípico.
Pruebas y validación del dispositivo
En las pruebas realizadas, bebés de cinco a siete meses usaron el dispositivo mientras se sentaban en el regazo de sus padres. Se les mostraron videos de actores cantando rimas infantiles para simular un escenario social, y videos de juguetes en movimiento, como una pelota rodando por una rampa, para un escenario no social.
Los investigadores observaron diferencias significativas en la actividad cerebral entre estos dos tipos de estímulos, confirmándose así los hallazgos de estudios previos y la eficacia de esta tecnología.
El Dr. Liam Collins-Jones, primer autor del estudio de la UCL Medical Physics & Biomedical Engineering y la Universidad de Cambridge, explica cómo han desarrollado el innovador dispositivo: “Anteriormente desarrollamos un enfoque de imágenes portátil que podía mapear la actividad en áreas específicas del cerebro. Pero esto hizo que fuera difícil obtener una imagen completa, ya que solo podíamos centrarnos en una o dos áreas de forma aislada, mientras que en realidad diferentes partes del cerebro trabajan juntas cuando navegamos por escenarios del mundo real. El nuevo método nos permite observar lo que está sucediendo en toda la superficie externa del cerebro que subyace al cuero cabelludo, lo cual es un gran paso adelante. Abre la posibilidad de detectar interacciones entre diferentes áreas y detectar actividad en áreas que quizás no habíamos conocido para observar anteriormente. Esta imagen más completa de la actividad cerebral podría mejorar nuestra comprensión de cómo funciona el cerebro del bebé a medida que interactúa con el mundo circundante, lo que podría ayudarnos a optimizar el apoyo para los niños neurodiversos al principio de la vida”.
El dispositivo empleado en la investigación es una adaptación de un sistema comercial originado por Gowerlabs. Esta compañía, surgida de la University College London (UCL) y fundada en 2013, fue establecida por investigadores del Laboratorio de Investigación de Óptica Biomédica de la UCL.
Puede acceder al paper completo de la investigación a través del siguiente enlace:
Créditos de imagen de portada: Liam Collins-Jones/UCL
