Una resonancia casi muda permite estudiar el cerebro de ratones despiertos y en movimiento

Un ratón con la cabeza sujeta dentro de un escáner de resonancia magnética no oye silencio. Oye un martilleo constante.

Con la técnica habitual de resonancia funcional, llamada GRE-EPI, ese estruendo suele obligar a anestesiar al animal. Y la anestesia altera justo el cerebro que se quiere observar. Se puede trabajar con ratones despiertos, pero hacen falta días de habituación para que el estrés y los movimientos no estropeen las imágenes. Luego está el imán. Los escáneres para animales pequeños usan campos magnéticos muy intensos, y esa intensidad agrava los artefactos allí donde el tejido cerebral linda con aire.^[1]

Un equipo ha cambiado la manera en que el escáner maneja sus gradientes, los campos magnéticos auxiliares que sirven para saber de qué punto del cerebro procede cada señal. El martilleo nace de sus cambios bruscos. La nueva secuencia, bautizada SORDINO por la sordina que apaga el sonido de un instrumento, mantiene la intensidad del gradiente casi constante y gira su dirección poco a poco, sin saltos ni reinicios. Los autores la comparan con la aguja de los segundos de un reloj moderno: se desliza, no avanza a golpes. El escáner recoge datos durante todo el giro, sin tiempos muertos.^[1]

Medido mientras el escáner trabajaba, el sonido de SORDINO resultó casi igual al del aparato en reposo. Las dos técnicas de referencia sonaron bastante más fuerte.

Los ratones lo notaron.

Los que se habituaron con SORDINO tuvieron el cortisol, una hormona del estrés, alto el primer día. Al tercero ya había bajado; al quinto no se distinguía del nivel basal. Los que pasaron por la técnica convencional lo mantuvieron elevado los cinco días y perdieron peso. Los del escáner silencioso, no.^[1]

Los cambios suaves del gradiente reducen también las interferencias eléctricas. En ensayos in vitro, con el escáner en marcha, se registró actividad eléctrica simulada de neuronas y se hicieron mediciones químicas sobre una celda de prueba. Con un microscopio diminuto montado sobre la cabeza del ratón se siguió además la actividad de neuronas individuales. Encendido o apagado el escáner, esas imágenes celulares tuvieron la misma calidad.^[1]

El movimiento dejó de ser el problema que era. Al mover a distancia la pata de un ratón anestesiado, la técnica convencional mostraba falsas "activaciones" ligadas al movimiento. SORDINO no. En ratones despiertos, los desplazamientos de la cabeza que quedaron registrados en las imágenes fueron menores. Y regiones que la técnica convencional apenas ve, como la amígdala, conservaron su señal.^[1]

El silencio podía tener un precio: la sensibilidad. En ratas a las que se estimulaba una pata delantera, la respuesta en la corteza que procesa el tacto de esa pata fue igual de nítida que con GRE-EPI, o algo más.^[1]

Otra señal, no la de siempre

La resonancia funcional clásica detecta cuánto oxígeno lleva la hemoglobina de la sangre. Esa señal la dominan las venas que drenan la zona activa, un poco aguas abajo de donde ocurre la actividad.

SORDINO no capta esa señal.

Al escanear sangre recién extraída, la venosa, pobre en oxígeno, se vio más brillante que la arterial. Al revés que con la técnica convencional. Lo que sí registra es la sangre arterial que entra en la zona, más brillante que el tejido quieto; el aumento del volumen de sangre cuando los vasos se dilatan; y el oxígeno disuelto en el propio tejido. Cuando los animales respiraron mezclas con más o menos oxígeno, la señal siguió paso a paso las mediciones directas de oxígeno hechas con un electrodo implantado en tres animales.^[1]

Ese oxígeno se libera en capilares y arteriolas, cerca de las neuronas activas, y se difunde poco. Por eso los autores proponen que la técnica podría situar la actividad con más precisión que la resonancia convencional.^[1]

Para qué sirve

La resonancia se usa cada vez más con animales de laboratorio, en parte porque las mismas secuencias pueden aplicarse a especies distintas y tender puentes hacia los estudios en personas.^[2] Un ratón despierto, sin anestesia y poco estresado se parece más a un cerebro humano en funcionamiento que uno dormido.

Los autores mapearon circuitos en ratones que se comportaban con normalidad con la cabeza sujeta. Obtuvieron también imágenes de dos cerebros de ratón a la vez, mientras los animales interactuaban. La secuencia es pública, junto con una base de datos.^[1]

Lo que queda abierto

La comparación de estrés se apoya en solo seis ratones en el grupo de la técnica convencional. En los registros "en reposo", los ratones estaban despiertos y podían moverse: esas señales pueden incluir componentes del propio movimiento.

La mayor precisión espacial se deduce de dónde se libera el oxígeno y de lo poco que se difunde. Falta demostrar con mediciones directas que la actividad se localiza mejor que con la técnica convencional.

Todo se hizo en un escáner preclínico de 9,4 teslas. El trabajo calcula que la señal también seguiría de forma proporcional los cambios del tejido en un cerebro humano a 3 teslas. Es una simulación.

Si la técnica rinde igual en escáneres clínicos, está por ver.