Los escáneres híbridos IRMf-PET ofrecen información sobre el envejecimiento cerebral
Las imágenes por resonancia magnética funcional (IRMf) reflejan el aumento del riego sanguíneo en las regiones cerebrales activas, el cual aporta el oxígeno y los nutrientes que necesitan las neuronas. Comparar las señales de IRMf de personas de distintos grupos de edad o de la misma persona a lo largo del tiempo, aporta información sobre la arquitectura y el funcionamiento del cerebro humano. Esto ha arrojado luz sobre los cambios cerebrales normales y patológicos relacionados con el envejecimiento y sobre las diferencias individuales, y ha ayudado a detectar y caracterizar trastornos neurodegenerativos, como la enfermedad de Alzheimer. «Sin embargo, algunos patrones comunes de IRMf, como la desactivación de ciertas áreas cerebrales durante el control cognitivo y el aumento de la activación de las áreas prefrontales en el envejecimiento, han suscitado dudas de interpretación», señala Anna Rieckmann, coordinadora del proyecto SIMULTAN, financiado por el Consejo Europeo de Investigación. El equipo de SIMULTAN utilizó tomografías por emisión de positrones (PET, por sus siglas en inglés) para complementar las señales de IRMf, ya que pueden captar señales adicionales relacionadas con los cambios asociados a al envejecimiento. «Demostramos que los escáneres híbridos IRMf-PET permiten visualizar de forma simultánea aspectos complementarios de la función cerebral», comenta Rieckmann.
Oferta y demanda en el cerebro envejecido
Cuando las neuronas están activas, necesitan más oxígeno y nutrientes (demanda metabólica), por lo que los vasos sanguíneos de la región en que se ubican se dilatan e incrementan con ello el flujo sanguíneo y el aporte de oxígeno (contribuciones hemodinámicas). Esto provoca un exceso de hemoglobina oxigenada en la zona, visible en las IRMf. El problema es que los numerosos procesos que vinculan la activación de las neuronas con el aumento de las señales IRMf son complejos y no se comprenden del todo. «Por ejemplo: ¿las diferencias en las señales de IRMf de los adultos mayores, comparadas con las de los adultos más jóvenes, reflejan diferencias en la actividad neuronal o en el flujo sanguíneo y el suministro de oxígeno de unos sistemas vasculares más viejos?», se pregunta Rieckmann.
Lo mejor de ambos mundos
Para identificar los cambios típicos de la activación cerebral, el equipo de SIMULTAN realizó escáneres cerebrales a treinta adultos jóvenes (de entre veinte y treinta años de edad) y cuarenta adultos mayores (con una edad superior a sesenta y cinco años) con un escáner híbrido IRMf-PET, mientras llevaban a cabo una tarea de memoria. La PET es un método de obtención de imágenes a nivel molecular que supervisa el metabolismo cerebral de la glucosa, desencadenado principalmente por la actividad sináptica y no afectado por los cambios en el flujo sanguíneo. El equipo se interesó específicamente por las señales de IRMf de las regiones cerebrales que podrían ayudar a compensar el envejecimiento cerebral, mientras que las señales de PET reflejaban la demanda metabólica en esas regiones. El aumento de las señales de IRMf en los adultos mayores no se asoció con una mayor demanda metabólica, lo que sugiere que las diferencias en la actividad IRMf no son el resultado de que las neuronas trabajen más, sino que se deben más bien al envejecimiento del sistema vascular. Además, cuando los adultos mayores efectuaban una tarea igual de bien que los adultos jóvenes, su demanda metabólica neuronal también era igual. «Mantener la cognición en la vejez es probablemente un reflejo de la salud cerebral más que de la compensación de otras regiones cerebrales», señala Rieckmann.
Salud cerebral más duradera
A menudo se presupone que el envejecimiento anuncia inexorablemente el declive cognitivo. Sin embargo, muchos adultos mayores siguen manteniendo su aptitud cognitiva y en SIMULTAN se ha descubierto que personas de setenta y cinco años siguen siendo capaces de realizar tareas cognitivas como personas de cuarenta. Si podemos determinar los factores que mantienen el bienestar cognitivo, podremos identificar intervenciones específicas. «Solamente con IRMf es difícil identificar dianas de intervención, porque las señales no son específicas de un neurotransmisor, una vía o una proteína, y, aunque la PET aporta esa especificidad, no es lo mejor para visualizar la función cerebral general. Sin embargo, las imágenes combinadas podrían conducir a estrategias que retrasen las enfermedades neurológicas», concluye Rieckmann. El método de SIMULTAN se aplicará ahora a la alteración de la función cerebral tras el ejercicio físico, para determinar si los cambios en las señales de IRMf reflejan los efectos del entrenamiento en el flujo sanguíneo o en la activación neuronal.
Palabras clave
SIMULTAN, resonancia magnética funcional, IRMf, PET, tomografía por emisión de positrones, escáner, envejecimiento, cerebro, Alzheimer, neurodegenerativo, metabólico
