Toda la información que necesitamos está en estos gráficos, comúnmente conocidos como conectomas cerebrales funcionales. Crédito: Enrico Amico
«Pienso en ello todos los días y sueño con ello por la noche. Ha sido toda mi vida durante cinco años», dice Enrico Amico, científico y miembro de SNSF Ambizione en el Laboratorio de Procesamiento de Imágenes Médicas de la EPFL y el Centro EPFL de Neuroprótesis. Está hablando de su investigación sobre el cerebro humano en general y sobre las huellas dactilares cerebrales en particular. Aprendió que cada uno de nosotros tiene una «huella digital» cerebral y que esta huella cambia con el tiempo. Sus hallazgos acaban de publicarse en Science Advances.
«Mi investigación examina las redes y conexiones dentro del cerebro, y especialmente los vínculos entre las diferentes áreas, para obtener una mayor comprensión de cómo funcionan las cosas», dice Amico. «Hacemos esto en gran medida mediante resonancias magnéticas, que miden la actividad cerebral durante un período de tiempo determinado». Su grupo de investigación procesa los escaneos para generar gráficos, representados como matrices coloridas, que resumen la actividad cerebral de un sujeto. Este tipo de técnica de modelado se conoce en los círculos científicos como neurociencia de redes o conectómica cerebral.
«Toda la información que necesitamos está en estos gráficos, comúnmente conocidos como «conectomas cerebrales funcionales». El conectoma es un mapa de la red neuronal. Revela lo que los sujetos estaban haciendo durante su resonancia magnética si estaban descansando o realizando otras tareas, por ejemplo. Nuestros conectomas cambian según la actividad que se estaba realizando y las partes del cerebro que se estaban utilizando», dice Amico.
Dos escaneos son todo lo que se necesita
Hace algunos años, los neurocientíficos de la Universidad de Yale que estudiaban estos conectomas descubrieron que cada uno de nosotros tiene una huella digital cerebral única. Al comparar los gráficos generados a partir de resonancias magnéticas de los mismos sujetos tomados con unos días de diferencia, pudieron hacer coincidir correctamente las dos exploraciones de un sujeto determinado casi el 95 % de las veces. En otras palabras, podrían identificar con precisión a un individuo en función de su huella digital cerebral. «Eso es realmente impresionante porque la identificación se realizó utilizando solo conectomas funcionales, que son esencialmente conjuntos de puntajes de correlación», dice Amico.
Decidió llevar este hallazgo un paso más allá. En estudios anteriores, las huellas dactilares del cerebro se identificaron mediante resonancias magnéticas que duraron varios minutos. Pero se preguntó si estas huellas podrían identificarse después de solo unos segundos, o si hubo un momento específico en el que aparecieron y, de ser así, ¿cuánto duraría ese momento?
«Hasta ahora, los neurocientíficos han identificado las huellas dactilares del cerebro usando dos resonancias magnéticas tomadas durante un período bastante largo. Pero, ¿aparecen realmente las huellas dactilares después de solo cinco segundos, por ejemplo, o necesitan más tiempo? ¿Y si ¿Aparecieron huellas dactilares de diferentes áreas del cerebro en diferentes momentos? Nadie sabía la respuesta. Así que probamos diferentes escalas de tiempo para ver qué pasaba», dice Amico.
Una huella dactilar del cerebro en solo 1 minuto y 40 segundos
Su grupo de investigación descubrió que siete segundos no eran suficientes para detectar datos útiles, pero alrededor de 1 minuto y 40 segundos sí lo eran. «Nos dimos cuenta de que la información necesaria para que se desarrolle una huella digital del cerebro se podía obtener en períodos de tiempo muy cortos», dice Amico. «No hay necesidad de una resonancia magnética que mida la actividad cerebral durante cinco minutos, por ejemplo. Las escalas de tiempo más cortas también podrían funcionar». Su estudio también mostró que las huellas dactilares cerebrales más rápidas comienzan a aparecer en las áreas sensoriales del cerebro y, en particular, en las áreas relacionadas con el movimiento ocular, la percepción visual y la atención visual. A medida que pasa el tiempo, también las regiones de la corteza frontal, las asociadas a funciones cognitivas más complejas, comienzan a revelar información única para cada uno de nosotros.
El siguiente paso será comparar las huellas dactilares cerebrales de pacientes sanos con las de los que padecen la enfermedad de Alzheimer. «Según mis hallazgos iniciales, parece que las características que hacen que una huella digital cerebral sea única desaparecen constantemente a medida que avanza la enfermedad», dice Amico. «Cada vez es más difícil identificar a las personas en función de sus conectomas. Es como si una persona con Alzheimer perdiera su identidad cerebral».
En esta línea, las posibles aplicaciones podrían incluir la detección temprana de afecciones neurológicas en las que las huellas dactilares del cerebro conseguir desaparecer La técnica de Amico se puede utilizar en pacientes afectados de autismo, o de ictus, o incluso en sujetos con adicciones a las drogas. «Este es solo otro pequeño paso hacia la comprensión de lo que hace que nuestros cerebros sean únicos: las oportunidades que podría crear esta información son ilimitadas».
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Las huellas dactilares cerebrales ayudan a los médicos a detectar enfermedades neurológicas Más información: Dimitri Van De Ville et al, Cuando te hace único: temporalidad de la huella dactilar del cerebro humano, Science Advances (2021) . DOI: 10.1126/sciadv.abj0751. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj0751 Información de la revista: Science Advances
Proporcionado por Ecole Polytechnique Federale de Lausanne Cita: Nuestros cerebros tienen un ‘ fingerprint’ también (2021, 15 de octubre) obtenido el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-10-brains-fingerprint.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.