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Breaking the Nonuniqueness Barrier in Electromagnetic Neuroimaging

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Eliminando obstáculos para una revolución en escáneres encefálicos

Las técnicas actuales para escanear el encéfalo presentan algunas limitaciones críticas. El proyecto BREAKBEN, financiado con fondos europeos, se abrió camino a través de estos obstáculos y promete unos escáneres encefálicos más detallados y mejores.

SALUD

© Semnic, Shutterstock
Los trastornos mentales provocan un profundo sufrimiento y generan una gran carga económica para la sociedad. Se calcula que el coste anual asociado, solo en Europa, asciende a 800 000 millones de euros. Ahora un equipo europeo se ha propuesto situar a Europa a la vanguardia de una revolución en el escaneo y medición del sistema nervioso humano para mejorar la precisión de las técnicas actuales que valoran la actividad eléctrica en el encéfalo. El proyecto BREAKBEN (Breaking the Nonuniqueness Barrier in Electromagnetic Neuroimaging) ha diseñado y fabricado unos magnetómetros muy sensibles; estos dispositivos sirven para detectar y medir campos magnéticos extremadamente sutiles. La innovadora matriz ha sido diseñada para captar y combinar señales de alta calidad de las dos principales técnicas de escaneo del encéfalo humano: MEG (magnetoencefalografía) e IRM de CU (imagen por resonancia magnética de campo ultrabajo). La MEG mide campos magnéticos ultradébiles generados por el encéfalo, un método no invasivo que permite a los médicos obtener información sobre la función neuronal. La IRM mapea el comportamiento dependiente de los tejidos de los núcleos giratorios en las moléculas de agua, ofreciendo imágenes estructurales del encéfalo. El equipo del profesor John Clarke, de la Universidad de Berkeley, fue el primero en poner a prueba la IRM de CU en 2004 utilizando un único sensor, denominado SQUID. BREAKBEN llevó la idea un paso más allá. «Hemos desarrollado las primeras grandes matrices de sensores SQUID que miden tanto señales de MEG como de IRM de CU con los mismos sensores», explica el coordinador del proyecto, el profesor Risto Ilmoniemi, director de Neurociencia e Ingeniería Biomédica en la Escuela de Ciencia de la Universidad Aalto. Rompiendo viejos obstáculos El físico alemán Hermann von Helmholtz demostró en la década de los años cincuenta del siglo XIX que era imposible determinar de forma única la distribución de la corriente eléctrica (en este caso, corrientes neuronales) en el interior de un conductor (en este caso, la cabeza), aunque se conozcan perfectamente tanto el campo eléctrico como el magnético en el exterior del conductor. Esto se plasmó después en un gran problema para los científicos que emplean la MEG para medir las corrientes neuronales en el encéfalo, una limitación conocida como el obstáculo de la falta de singularidad. «No podemos estar nunca seguros, basándonos únicamente en una MEG, de las partes del encéfalo activas en un sujeto o paciente», explica Ilmoniemi. La innovación de BREAKBEN consiste en combinar estas dos técnicas de escaneo para ayudar a evitar este problema, superando así el obstáculo. La IRM de CU simultánea proporciona información precisa sobre la zona de la cabeza y detalles de la forma cortical. «A priori», esto permite añadir de forma fiable información al análisis de datos, por ejemplo que la corriente de origen está únicamente en la corteza cerebral. Así, el escáner es mucho más fiable. Aplicaciones futuras El gran avance de BREAKBEN permite desarrollar flujos de trabajo completamente diferentes para la imagenología del encéfalo. «Creemos que estamos a punto de dar un gran paso adelante en la calidad tecnológica con la IRM de CU, sus aplicaciones y combinaciones», afirma Ilmoniemi. «Esto revolucionará el modo en que llevamos a cabo mediciones del sistema nervioso basadas en el magnetismo». La técnica podría contribuir al mapeo de la actividad epiléptica del cerebro y la IRM de CU podría resultar útil incluso para el diagnóstico del cáncer. El dispositivo de MEG-IRM también ofrecerá imagenología encefálica para nuevos grupos de pacientes, como aquellos con implantes metálicos. Un flujo de trabajo mejorado y un diagnóstico más preciso probablemente acortarán la duración de las hospitalizaciones y optimizarán los tratamientos, reduciendo asimismo los costes. El equipo de BREAKBEN en la Universidad Aalto ha recibido financiación del programa Innovation Launchpad de la Unión Europea para avanzar hacia la comercialización de la técnica. «Hemos solicitado financiación adicional de Business Finland para preparar el prototipo y demostrar sus ventajas en estudios con pacientes», concluye Ilmoniemi.

Palabras clave

BREAKBEN, escáner encefálico, IRM de CU, MEG, revolución, encéfalo, trastornos

Información del proyecto

Identificador del acuerdo de subvención: 686865

Estado

Proyecto cerrado

  • Fecha de inicio

    1 Enero 2016

  • Fecha de finalización

    31 Mayo 2019

Financiado con arreglo a:

H2020-EU.1.2.1.

  • Presupuesto general:

    € 3 998 793

  • Aportación de la UE

    € 3 998 793

Coordinado por:

AALTO KORKEAKOULUSAATIO SR

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