Nueva luz sobre la salud del cerebro de los bebés
Los bebés que nacen con un cardiopatía congénita(se abrirá en una nueva ventana) (CC) a menudo tienen que ser sometidos a operaciones complejas durante sus primeros meses de vida. Si bien estas intervenciones salvan vidas, conllevan un alto riesgo de lesión cerebral debido a las fluctuaciones en el flujo sanguíneo y el suministro de oxígeno. Los sistemas de monitorización tradicionales proporcionan información limitada, lo que dificulta a los médicos comprender cómo responde el cerebro durante y después de la operación.
Monitorización del cerebro del bebé
El proyecto TinyBrains(se abrirá en una nueva ventana), financiado con fondos europeos, tenía por objeto dar un vuelco a esta situación creando nuevas herramientas que combinan mediciones lumínicas y eléctricas para estudiar la salud cerebral con un nivel de detalle sin precedentes. «Nuestro objetivo era desarrollar sistemas no invasivos que favorezcan la monitorización al instante de la función neuronal, el metabolismo del oxígeno y el flujo sanguíneo en recién nacidos con CC», explica Turgut Durduran, coordinador del proyecto. «De este modo, podemos proporcionar a los médicos mejores datos para tomar decisiones que salvan vidas». El equipo de TinyBrains diseñó dos prototipos innovadores, un dispositivo de neuroimagen y un neuromonitor, que integran tres tecnologías avanzadas en un único dispositivo compacto, a saber: espectroscopía en el infrarrojo cercano (NIRS, por sus siglas en inglés), espectroscopía de correlación difusa (DCS, por sus siglas en inglés) y electroencefalografía (EEG, por sus siglas en inglés). La NIRS y la DCS utilizan luz infrarroja cercana inocua para medir el flujo sanguíneo cerebral y el metabolismo del oxígeno, mientras que la EEG registra la actividad eléctrica del cerebro. Estas señales combinadas permiten observar cómo interactúan neuronas, vasos sanguíneos y oxígeno, elementos que en conjunto se conocen como «unidad neurovascular». El sistema de TinyBrains proporciona mediciones simultáneas y colocalizadas de manera integrada, que ayudan a cuantificar cómo de bien funciona el cerebro y si recibe suficiente oxígeno para mantener esa actividad. Un casco adaptado y sensores híbridos hacen que el dispositivo sea adecuado incluso para su uso en recién nacidos frágiles.
Del laboratorio a la práctica clínica
Para validar el sistema, los investigadores desarrollaron primero un modelo preclínico que simula la cirugía cardíaca compleja en recién nacidos, utilizando lechones, un modelo ampliamente reconocido para estudiar la función cerebral neonatal. Esto permitió simular procedimientos como circulación extracorpórea y la parada cardíaca profunda por hipotermia, así como monitorizar cómo cambiaban la actividad cerebral y la oxigenación durante todo el proceso. La plataforma mostró una alta sensibilidad a las alteraciones en el suministro de oxígeno y la respuesta neuronal. A continuación, el equipo de TinyBrains probó sus dispositivos en veintinueve bebés sometidos a una operación cardíaca. El neuromonitor registró satisfactoriamente cómo evolucionaban la oxigenación y la actividad eléctrica del cerebro durante las diferentes fases de la operación, desde el inicio de la circulación extracorpórea hasta la recuperación. Mientras tanto, el dispositivo de neuroimagen se empleó para estudiar cómo respondían los cerebros de los bebés a sonidos simples, proporcionando nuevos conocimientos sobre el acoplamiento neurovascular y la función del desarrollo cerebral antes y después de la intervención. «Estos resultados demostraron que nuestra plataforma podía detectar cambios sutiles en la función cerebral que otros monitores clínicos no registran. Esto representa un paso fundamental para prevenir complicaciones neurológicas en estos bebés vulnerables», destaca Durduran.
Innovación en la atención neonatal
El mayor logro del proyecto radica en la creación de una herramienta integral, no invasiva y multimodal para el estudio del cerebro de los bebés. Por primera vez, los médicos pueden evaluar a la vez la actividad neuronal, el consumo de oxígeno y el flujo sanguíneo, obteniendo así una perspectiva completa de la salud cerebral, denominada «índice de salud cerebral». Los flujos de integración de datos del sistema de TinyBrains hacen que la tecnología sea compatible con entornos hospitalarios, facilitando su adopción por parte del personal sanitario. El equipo trabaja ahora en la elaboración de una hoja de ruta clínica para llevar estos prototipos a su uso en la práctica clínica. Esto incluye ensayos clínicos multicéntricos, colaboraciones con desarrolladores tecnológicos y la continuación de la investigación en neurociencia del desarrollo.
