Comprender el funcionamiento del cerebro humano es una de las tareas más complejas con las que se enfrenta la ciencia. Esta labor de profunda significancia científica y médica ha intrigado a los profesionales históricamente. ¿El motivo? La comprensión del órgano más complejo del cuerpo promete arrojar luz sobre una amplia gama de áreas que van desde la cognición y el comportamiento hasta la salud mental y las enfermedades neurológicas.

Uno de los enfoques más alentadores en esta esperanzadora búsqueda es el mapeo cerebral o brain mapping. Un conjunto de técnicas avanzadas de la neurociencia con las que científicos lograron identificar patrones de actividad neuronal que se correlacionan con diversas funciones cognitivas y emocionales.

Según la definición establecida en 2013 por la Society for Brain Mapping and Therapeutics (SBMT), el brain mapping se define específicamente como el estudio de la anatomía y función del cerebro y la médula espinal mediante el uso de imágenes, inmunohistoquímica, y optogenética, células madre y biología celular, ingeniería, neurofisiología y nanotecnología.

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La institución recalca que el principal objetivo del mapeo cerebral es identificar la ubicación de todo lo que hay en el cerebro. “Es un proyecto enorme que involucra múltiples campos de investigación biomédica y costosa tecnología de punta”, señalan desde SBMT.

“El mapa se asimila a una topografía del cerebro a través de la cual se puede ver qué parte de este órgano hace qué cosa y con qué intensidad», explica Ramiro Fernández Castaño, médico neurólogo especialista en neurología cognitiva y medicina del sueño. Cita como ejemplo cuando finalizan los partidos de fútbol y los profesionales analizan el mapa de calor de un jugador determinado y notan que tuvo más actividad en una zona específica de la cancha que en otra.

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No solo despierta curiosidad científica, sino que también tiene implicaciones profundas en el ámbito de la medicina ya que solamente con comprender cómo funciona el cerebro en condiciones normales se pueden empezar a discernir las diferencias sutiles que ocultan ciertos trastornos neurológicos y psiquiátricos. A la vez, allana el camino para el desarrollo de tratamientos más específicos, efectivos y para el diagnóstico temprano de afecciones que antes eran enigmáticas.

Matías Baldoncini (M. N. 135.985), médico neurocirujano de la Universidad de Buenos Aires, explica que el brain mapping muestra áreas del cerebro que tienden a estar involucradas en funciones similares en la mayoría de las personas, como las de procesamiento visual, auditivo y motor. Aunque destaca que también se observan diferencias individuales en la organización y función cerebral, lo que puede deberse a factores genéticos, experiencias de vida y otros factores. “Significa que, por más que existan patrones generales en la actividad cerebral, cada persona tiene un cerebro único en términos de su conectividad y funcionamiento específicos”, afirma.

Complejidad e ilusión

El cerebro es un enigma. Se sabe que dentro contiene miles de millones de neuronas −a día de hoy la mejor estimación es alrededor de 86 mil millones− y un número similar de células no neuronales. Sumado a ello, el número de interconexiones o sinapsis, a través de las cuales las neuronas se comunican mediante señales químicas y eléctricas es aún mayor y estaría cerca de los 125 billones. A pesar de que el cerebro adulto promedio pesa apenas 1500 gramos y tiene un volumen aproximado de 1.350 cm3, por dentro comprende un universo secreto.

Aurora Health Care −un proveedor de atención médica integrado y sin fines de lucro que presta servicios a las comunidades norteamericanas− señala que el mapeo cerebral permite a los especialistas diagnosticar afecciones crónicas como la enfermedad de Parkinson y, a la vez, planificar cirugías para afecciones agudas, como tumores cerebrales. “Con la tecnología avanzada de mapeo cerebral pueden ver la ubicación precisa de las funciones cerebrales individuales (habla, memoria y movimiento) para determinar tratamientos apropiados y, en caso de requerir una cirugía, permite definir una estrategia quirúrgica o de navegación para evitar lesiones en partes del cerebro necesarias para funciones críticas”, destaca.

Técnicas:

Según explica el Dr. Baldocini, existen varias técnicas para llevar a cabo el brain mapping, que varían en términos de resolución espacial y temporal. Algunas de las más comunes incluyen a las siguientes.

• Resonancia magnética funcional (fMRI): Esta técnica mide los cambios en el flujo sanguíneo cerebral, lo que se correlaciona con la actividad neuronal. Permite ver la actividad cerebral en reposo y en respuesta a diferentes estímulos.
• Electroencefalografía (EEG): Mide la actividad eléctrica del cerebro utilizando electrodos colocados en el cuero cabelludo. Ofrece una alta resolución temporal, lo que la hace ideal para estudiar la actividad cerebral en tiempo real.
• Magnetoencefalografía (MEG): Similar al EEG, pero mide los campos magnéticos generados por la actividad eléctrica del cerebro. También ofrece alta resolución temporal y se utiliza para estudiar la actividad cerebral con gran precisión.
• Tomografía por emisión de positrones (PET): Utiliza sustancias radioactivas para rastrear el flujo sanguíneo y el metabolismo cerebral. Demuestra la actividad metabólica en diferentes áreas cerebrales.
• Tomografía computarizada (CT): Proporciona imágenes detalladas de la estructura cerebral utilizando rayos X. Aunque es menos utilizada para mapeo funcional, puede ser útil para visualizar lesiones o anomalías estructurales.

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Respecto de la ayuda que brinda esta técnica en las cirugías neurológicas, Baldocini resalta que el brain mapping es extremadamente valioso. “En cirugías cerebrales, especialmente aquellas que implican la remoción de tumores, epilepsia o trastornos neurológicos puede ser esencial para preservar áreas funcionales críticas del cerebro”, asegura.

La Universidad de California informa que existen dos tipos de utilización del brain mapping en intervenciones quirúrgicas: con el paciente despierto o dormido. El mapeo cerebral despierto es la forma más precisa de identificar y proteger regiones cerebrales críticas durante la extirpación de un tumor. Los pacientes suelen necesitar este procedimiento si sus tumores están ubicados cerca de regiones del lenguaje, motoras o sensoriales del cerebro. Por ende, que el paciente se mantenga despierto durante una parte de la cirugía permite al equipo médico monitorear las respuestas activas del paciente. Por ejemplo, el mapeo del lenguaje requiere que los pacientes respondan preguntas y se sometan a varias pruebas del habla. El mapeo motor puede incluir tareas como mover los dedos de los pies o golpear los dedos.

“El método en el que el paciente está despierto es efectivo porque si hay que sacar un tumor que está cerca del área motora, el profesional lo va a extirpar con seguridad porque puede delimitar la parte exacta que está afectada y no tocar aquella que permite a la persona mover el brazo o la pierna”, detalla el Dr. Fernández Castaño.

Contrariamente, en los tipos de mapeo cerebral en los que el paciente duerme bajo anestesia general los cirujanos usan un estimulador de mano para aplicar una pequeña corriente eléctrica a la superficie expuesta del cerebro. Los efectos de la estimulación directa se observan sin necesidad de respuestas verbales por parte del paciente. Y mismo, hecha en áreas motoras de la corteza se producen contracciones musculares dentro de la parte apropiada del cuerpo (por ejemplo, pierna o brazo).

Según explica la institución educativa, las contracciones musculares se pueden observar visualmente, pero se detectan de manera más sólida con la electromiografía (EMG), una técnica que utiliza electrodos para medir la actividad eléctrica en cada músculo. Usando estas herramientas, el equipo de neurocirugía puede extirpar la mayor cantidad posible de un tumor cerebral, evitando al mismo tiempo sitios críticos en el cerebro que controlan el movimiento del cuerpo.

Por último, el Dr. Fernández Castaño recalca que el método también puede ser útil en el ámbito de la psicología o psiquiatría ya que los profesionales pueden observar las áreas del cerebro relacionadas con la motivación o las ganas de hacer cosas y detectar si están más disminuidas o notar dónde se manifiestan. “Así, por ejemplo, en pacientes con depresión se puede notar que esas áreas están disminuidas y que tienen menos conexiones neuronales que quienes no tienen ese estado psicológico”, explica. De esta forma, los pacientes se benefician porque pueden tener tratamientos más eficaces y certeros que los orienten hacia un estado de bienestar.