Post – dynamic recrystallization

Tomografía de emisión de positrones (PET). La PET es una de las técnicas más importantes para medir el flujo sanguíneo o el consumo de energía en el cerebro. Este método para medir la función cerebral se basa en la detección de la radioactividad emitida cuando los positro- nes, partículas cargadas positivamente, tienen una caída radioactiva en el cerebro. Pequeñas cantidades de un radioisótopo se introducen en la sangre, que son tomados por diferentes áreas del cerebro en una proporción relacionada con el ritmo en el que las neuronas están tra- bajando. Las computadoras construyen imágenes tridimensionales de los cambios en el flujo sanguíneo basadas en la cantidad de radiación emitida en estas diferentes regiones del cerebro.

Los estudios de PET han ayudado a los científicos a entender más acerca de cómo las drogas afectan al cerebro y que pasa durante distintas conductas, tales como el aprendizaje y el uso del lenguaje, y en algunos desordenes cerebrales – tal como la embolia, depresión y mal de Parkinson. Por ejemplo, la PET permite a los científicos medir cambios en la liberación de algunos neurotransmisores, que pueden usarse para entender la relación entre un neurotransmisor en particu-

lar y una conducta o proceso cognitivo. En los próximos años, la PET podrá permitir a los científicos identificar la naturaleza bioquímica de enfermedades neurológicas y mentales y determinar que tan bien la terapia esta ayudando a los pacientes. Por ejemplo, la PET ha revelado cambios notables en el cerebro deprimido. Conocer la ubicación de estos cambios ayuda a los investigadores a entender las causas de la depresión y monitorear la efectividad de tratamientos específicos.

Otra técnica, la tomografía computarizada de emisión de fotones individuales (SPECT), es similar a la PET, pero sus fotos no son tan detalladas. La SPECT es mucho menos cara que la PET porque los marcadores que usa tienen una vida media más larga y no requieren de un acelerador de partículas cercano para producirlas, típicamente de aquellos usados en física nuclear.

Imagen de resonancia magnética (MRI). Permitiendo una alta calidad, imágenes tridimensionales de órganos y estructuras en el interior del cuerpo sin rayos X u otra radiación (no invasiva), las MRIs no tienen igual en el detalle anatómico y pueden revelar cambios pequeños que ocurren en el tiempo.

Las MRIs le dicen a los científicos cuando aparecen por primera vez las anormalidades en el curso de una enfermedad, cómo éstas afectan el desarrollo subsecuente, y con precisión cómo su progreso se correlaciona con aspectos mentales y emocionales de una enfermedad. Durante los 15 minutos del procedimiento de las MRI, el paciente se acuesta dentro de un magneto masivo, hueco y cilíndrico, y es ex- puesto a un poderoso campo magnético estable. Distintos átomos en el cerebro resuenan a diferentes frecuencias de los campos magnéticos. En la MRI, un campo magnético de fondo alinea a todos los átomos en el cerebro. Un segundo campo magnético, orientado de manera diferente al campo de fondo, es encendido y apagado varias veces por segundo; a ciertos índices de pulsaciones, los átomos particulares resuenan y se alinean con este segundo campo. Cuando el segundo campo se apaga, los átomos que fueron alineados con él regresan para alinearse con el campo de fondo. A medida que regresan, crean una señal que puede ser detectada y convertida en una imagen. Los tejidos que contienen mucha agua y grasa producen imágenes brillantes; los tejidos que con- tienen poca o nada de agua, tal como el hueso, aparecen negras.

Un procedimiento diferente de MRI también puede valorar las vías de los tractos nerviosos en el cerebro, esto es, la conectividad entre las regiones. Esta tecnología, referida como imagen de tensor de difusión, o DTI, aprovecha los índices de difusión del agua, que tienden a ser mayores a lo largo de los tractos de fibras, para producir imágenes de alta resolución de cómo se conectan las áreas en el cerebro.

Las imágenes de MRI pueden ser construidas en cualquier plano, y la técnica es particularmente valiosa para estudiar el cerebro y la médula espinal. Revela la extensión precisa de tumores rápida y vívidamente, y provee evidencia temprana del daño potencial de una

56 Brain FaCts|nuevosmétodosdediagnóstico soCietyFor neurosCienCe CROMOSOMAS, GENES Y PROTEÍNAS. Cada rasgo y proceso químico en el cuerpo es controlado por un gen o grupo de genes en los 23 pares de cromosomas en el núcleo de cada célula (1). Cada gen es un segmento discreto a lo largo de las dos hebras fuertemente enrolladas de DNA que constru- yen a estos cromosomas. Las hebras de DNA contienen cuatro tipos diferentes de moléculas codificadoras – adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T) – la secuencia de las cuales contiene las instrucciones para hacer todas las proteínas necesarias para la vida (2). Durante la producción de proteínas, un gen utiliza una molécula llamada mRNA para enviar un mensaje con instrucciones de los aminoácidos necesarios para manufacturar una proteína (3).

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embolia, lo que permite a los médicos la apropiada administración temprana de medicamentos.

Espectroscopia de resonancia magnética (MRS). La MRS, una técnica relacionada a la MRI, usa la misma maquinaria pero mide la concentración de químicos específicos – tal como un neurotransmi- sor – en diferentes partes del cerebro, en lugar del flujo sanguíneo. La MRS también es altamente prometedora: Al medir los cambios mole- culares y metabólicos que ocurren en el cerebro, esta técnica ha provis- to nueva información sobre el desarrollo cerebral y el envejecimiento, la enfermedad de Alzheimer, esquizofrenia, autismo y embolia. Dado que es no invasiva, la MRS es ideal para estudiar el curso natural de una enfermedad o su respuesta al tratamiento.

Imagen de resonancia magnética funcional (fMRI). Entre las técnicas más populares de neuroimagen está actualmente la fMRI. Esta técnica compara la actividad cerebral bajo condiciones de actividad y reposo. Combina la alta resolución espacial de imágenes no invasivas de la anatomía del cerebro ofrecida por la MRI estándar, con una es- trategia para detectar incrementos en los niveles de oxígeno sanguíneo cuando la actividad cerebral trae sangre fresca a algún área particular del cerebro, lo que es un correlato para la actividad neuronal. Esta técnica permite mapas más detallados de las áreas cerebrales subyacen- tes a las actividades mentales humanas, en la salud y la enfermedad. A la fecha, la fMRI ha sido aplicada para estudiar varias funciones del cerebro, que van desde respuestas sensoriales primarias hasta activida- des cognitivas. Dada la resolución temporal y espacial de la fMRI, y su naturaleza no invasiva, esta técnica es con frecuencia preferida por los estudios que investigan cambios dinámicos cognitivos y conductuales.

Magnetoencefalografía (MEG). La MEG es una técnica recientemente desarrollada que revela la fuente de campos magnéticos débiles que emiten las neuronas. Una serie de sensores en forma de cilindro monitorean el patrón de campo magnético cerca de la cabeza del paciente, para determinar la posición y fuerza de la actividad en varias regiones del cerebro. En contraste con otras técnicas de imagen, la MEG puede caracterizar patrones que cambian rápidamente durante la actividad neural – hasta con milisegundos de resolución – y puede proveer una medida cuantitativa de la fuerza de esta actividad en los sujetos. Además, al presentar estímulos a varias frecuencias, los cien- tíficos pueden determinar que tan larga se sostiene la actividad neural en las distintas áreas del cerebro que responden.

Uno de los desarrollos más excitantes en las imágenes es el uso combinado de información de la fMRI y la MEG. La primera provee información detallada acerca de las áreas de actividad cerebral en una tarea en particular, mientras que la MEG les dice a los investigadores y médicos cuando ciertas áreas se activaron. Junta, esta información lle- va a un entendimiento mucho más preciso de cómo el cerebro trabaja en la salud y la enfermedad.

Técnicas de imagen ópticas. Las imágenes ópticas dependen de enviar un láser débil a través del cráneo para visualizar la actividad cerebral. Estas técnicas son baratas y relativamente portátiles. Son tam- bién silenciosas y seguras: ya que sólo se usan lásers extremadamente débiles, este método puede ser usado para estudiar aún infantes. En una técnica llamada espectroscopia infrarroja cercana (NIRS), los téc-

nicos envían el láser a través del cráneo aproximadamente a frecuen- cias infrarrojas, lo que vuelve al cráneo transparente. La sangre con oxígeno absorbe frecuencias de luz distintas que la sangre en la cual el oxígeno se ha consumido. Al observar cuanta luz es reflejada del cerebro a cada frecuencia, los investigadores pueden seguir el flujo san- guíneo. La tomografía óptica difusa es luego utilizada para crear mapas de la actividad cerebral. Una técnica similar, la señal óptica relacio- nada a eventos, registra cuanta luz se dispersa en respuesta a cambios celulares rápidos que se dan cuando las neuronas disparan, y poten- cialmente pueden evaluar la actividad neural que dura milisegundos. La estimulación magnética transcraneal (TMS) opera induciendo impulsos eléctricos en el cerebro al modular los cambios magnéticos – una bobina electromagnética que emite pulsos magnéticos poderosos se sostiene en el cuero cabelludo. La TMS repetitiva está siendo usada para investigar el papel de regiones cerebrales específicas durante la conducta y puede ser combinada con otras técnicas de neuroimagen; por ejemplo, con la fMRI, para establecer una correlación funcional entre una región y una conducta.