Una resonancia magnética casi muda permite estudiar el cerebro de ratones despiertos

Una resonancia magnética funcional suena como una obra en marcha. Con animales despiertos, ese ruido se intensifica. Y se suma a otro problema: la imagen se estropea en cuanto el animal mueve la cabeza o el cuerpo. Por eso la neuroimagen animal ha recurrido, históricamente, a la anestesia. Reduce el movimiento y el estrés. Pero altera a fondo la actividad del cerebro que se quiere medir.

El estruendo sale de los gradientes. Son campos magnéticos que el aparato cambia una y otra vez para saber de qué punto del cerebro llega cada señal.

La secuencia SORDINO modifica justo eso. Parte de una técnica llamada ZTE, que solo registra cuando el gradiente ya está estable, y añade algo: sigue registrando mientras el gradiente cambia. Así puede variarlo con una lentitud extrema, varios órdenes de magnitud más despacio que el GRE-EPI, la técnica habitual, y bastante más despacio que la propia ZTE. En un recipiente de agua usado como modelo, la estabilidad de la señal mejoró con claridad frente a ZTE con los mismos parámetros.

En un escáner preclínico, el sonido de SORDINO apenas se distinguió del de la máquina en reposo. El GRE-EPI, en cambio, emitió mucho más ruido y en una banda de frecuencias más amplia, que incluía ultrasonidos.

La diferencia también apareció en la sangre de los animales. En ratones despiertos con la cabeza sujeta, los que pasaron varios días por SORDINO tuvieron el cortisol (la hormona del estrés) alto el primer día. Al tercer día había bajado. Al quinto, ya no se distinguía de sus valores basales. Los que pasaron por GRE-EPI lo mantuvieron elevado durante todo ese tiempo.

La imagen también salió más limpia. En ratones despiertos, el desplazamiento registrado entre un fotograma y el siguiente fue menor que con GRE-EPI. Desaparecieron las imágenes fantasma, esos duplicados desplazados que contaminan las tomas de la técnica habitual. En la amígdala, una zona donde el GRE-EPI casi se queda sin señal, SORDINO sí la recogió.

Al alterar mucho menos el entorno electromagnético, el escáner puede trabajar junto a otros instrumentos. En un simulador de neuronas, las descargas se clasificaron en tiempo real sin necesidad de limpiar antes los datos. Con un microscopio en miniatura colocado sobre la corteza prelímbica de ratones, la señal de calcio de neuronas individuales fue igual con el escáner encendido que apagado.

Faltaba comprobar si la técnica detecta la actividad del cerebro. En ratas a las que se estimulaba una pata delantera, la respuesta registrada por SORDINO fue clara: comparable o superior a la del GRE-EPI medido en el mismo animal, en la misma sesión y con la misma resolución.

Otra señal

Lo que mide SORDINO no es lo de siempre. La resonancia funcional clásica se basa en el efecto BOLD: la hemoglobina cargada de oxígeno y la que ya lo ha cedido alteran el campo magnético de forma distinta, y ese contraste indica dónde llega sangre oxigenada.

Con muestras de sangre fresca, el GRE-EPI mostró ese efecto como se esperaba. SORDINO dio el resultado contrario: más señal en la sangre venosa, que es la más pobre en oxígeno.

Para separar el origen de su señal, el equipo excitó con radiofrecuencia todo el cuerpo de las ratas en lugar de solo la cabeza. Esa maniobra elimina la aportación del volumen de sangre cerebral. Aun así, se conservó más de la mitad de la respuesta a la estimulación de la pata. Los autores lo interpretan como un indicio de que, además del volumen sanguíneo, intervienen otros mecanismos, como el oxígeno del tejido y el flujo de sangre.