Tecnología de última generación para investigar el encéfalo
La estimulación magnética transcraneal (EMT) es un procedimiento no invasivo de estimulación de las células nerviosas mediante campos magnéticos. Se ha utilizado tanto en investigación como para tratar trastornos psiquiátricos y depresión. Ofrece una alta resolución espaciotemporal mediante la aplicación de un pulso de campo magnético muy intenso, diez mil veces el campo magnético terrestre, para perturbar temporalmente la actividad encefálica. La magnetoencefalografía (MEG) es la técnica más precisa para medir los campos magnéticos generados por la actividad eléctrica en el encéfalo. En la MEG se utilizan sensores ultrasensibles que pueden detectar campos típicamente inferiores a una cienmillonésima parte del campo magnético terrestre. Aunque la EMT y la MEG podrían combinarse para estudiar la conectividad funcional entre distintas regiones del encéfalo, son incompatibles.
Combinar la EMT y la MEG
Emprendido con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie (MSCA), en el proyecto STIMUSURE se intenta superar esta limitación desarrollando el primer dispositivo que combina la EMT y la MEG. «Los campos magnéticos de la EMT perturban los sensores ultrasensibles de la MEG, lo que imposibilita el uso simultáneo de estas técnicas», explica Lari Koponen, beneficiario de una beca de las MSCA. Tras los avances en la fabricación de «software» y «hardware», en STIMUSURE se construyó un sensor innovador que podía soportar los picos de los campos magnéticos generados por la EMT y seguir registrando los campos magnéticos débiles producidos por el encéfalo. El sensor funciona según el principio del bombeo óptico, un proceso en el que la luz se utiliza para manipular las propiedades magnéticas de los átomos. Básicamente, mide los cambios en los patrones de absorción y emisión de luz que son proporcionales a la intensidad del campo magnético. Los sensores de magnetómetro de bombeo óptico (OPM) son ideales para campos magnéticos débiles y aplicaciones en biomagnetismo, como la medición de los campos magnéticos producidos por la actividad neuronal en el encéfalo o el corazón. Y lo que es más importante, pueden funcionar a temperatura ambiente. El sensor de STIMUSURE se validó técnicamente siguiendo pulsos de EMT, lo que demuestra que es posible combinar la MEG con la EMT simultánea.
Avances tecnológicos
En el proyecto también se produjo el primer gradiómetro magnético intrínseco de bombeo óptico para uso humano. Se trata de un tipo avanzado de magnetómetro diseñado para medir el gradiente de un campo magnético, en vez de su intensidad absoluta. Este gradiómetro magnético es especialmente útil para detectar pequeños cambios en los campos magnéticos a través del espacio, lo que puede proporcionar información más detallada sobre la fuente de los campos magnéticos, como la actividad neuronal en el encéfalo o la actividad eléctrica en el corazón. Es importante destacar que se ha demostrado que reduce las interferencias entre sensores.
Perspectivas de futuro
Aunque el equipo de STIMUSURE no consiguió más financiación para que el sensor pasara de ser una prueba de concepto a una herramienta de investigación, los logros obtenidos en el proyecto allanan el camino para futuras investigaciones. «Los avances en la tecnología de sensores y la creación de modelos computacionales proporcionan una base sólida para superar los retos técnicos pendientes», destaca Koponen. Los trabajos futuros tendrán que centrarse en perfeccionar el «hardware» de la EMT y conseguir el apoyo necesario para que estas innovaciones fructifiquen plenamente. La lógica de combinar la EMT y la MEG supone un paso importante hacia una cartografía funcional más precisa del encéfalo y una comprensión más profunda de la conectividad encefálica.
Palabras clave
STIMUSURE, encéfalo, sensor, EMT, MEG, estimulación magnética transcraneal, magnetoencefalografía
