lunes, 6 de noviembre de 2017
jueves, 10 de septiembre de 2015
Métodos de Evaluación en las Neurociencias del Comportamiento
Técnicas y Métodos de Neuroimagen para el estudio de la relación entre
cerebro y conducta.
Técnicas de neuroimagenología
Sirven para identificar la
estructura y función.
Examinar la forma en que
estructura y función covarían de acuerdo con las diferencias en genética,
personalidad, emoción, cognición y estado psiquiátrico.
Se divide en dos áreas
principales:
Anatómica o análisis estructural volumétrico
·
Mide el tamaño total del cerebro.
·
Mide regiones o localizaciones específicas
dentro del cerebro.
·
Detectar anormalidades.
Funcional
· Mide la activación cerebral durante el
desempeño de alguna tarea psicológica.
Tipos de neuroimagenología
- Tomografía axial computarizada (TAC)
- Tomografía por emisión de positrones (TEP)
- Imágenes por resonancia magnéticas (IRM)
Neuroimágenes
Están formadas de pixeles y
voxeles.
Pixeles: son
pequeños cuadritos y cada uno de ellos tiene una escala de 1(negro) a 256
(blanco),cada pixel representa cerca de 1mm del tejido cerebral por cada lado.
Voxel: elemento
tridimensional de volumen formado por el grosor de cada imagen frecuentemente
de 3 a 5 mm.
TOMOGRAFÍA AXIAL COMPUTARIZADA (TAC)
Se basa en la radiografía y
estudia la anatomía del cerebro.
Comenzó a utilizarse en la
década de los 70’s, para excluir trastornos estructurales, o registrar posibles
tumores. Su uso es común, y permite distinguir el grado de líquido
cerebroespinal y del tejido cerebral, mostrando el tamaño de los ventrículos y
surcos centrales. Sin embargo, tiene la desventaja de utilizar radiación y un
material de contraste (usualmente Yodo), además de que el lóbulo temporal y la
materia gris subcortical difícilmente se plasman en imágenes.
Se inyecta un colorante en la sangre y se introduce la cabeza en un
tomógrafo y se dispara un haz de rayos X a través del cerebro, en un giro de
180°, y se registra la variación de densidad del tejido que atraviesa. Se utilizan programas algorítmicos
computarizados que miden la densidad de señal registrada por los sensores y que
determinan el grado de atenuación de los voxeles (pixeles de volumen) de la
imagen.
Éste método diagnóstico es
útil para detectar anormalidades del cerebro y médula espinal tumores
cerebrales y accidentes cerebro vasculares. Se puede recurrir a distintos
medios de contraste para obtener imágenes mucho más nítidas. Su principal
diferencia con la resonancia magnética es el uso de rayos X.
TOMOGRAFÍA COMPUTARIZADA POR EMISIÓN DE POSITRONES
TOMOGRAFÍA COMPUTARIZADA POR EMISIÓN DE POSITRONES
La Tomografía Computarizada por Emisión de Positrones es un aparato que permite realizar un diagnostico por imagen del cerebro. En la (T.E.P.) la resolución es del orden de 3 o 4 mm. Hace 30 años la resolución era de 18 mm, por lo que se observaban grandes manchas, pero ahora se puede distinguir cada pliegue y estructura del cerebro.
La T.E.P. integra un escáner y una cámara de tomografía por emisión de positrones, el escáner reproduce las imágenes y el T.E.P. registra las variaciones de los tejidos que fijan las partículas del trazador, el programa informático mide la concentración de este producto y superpone las dos imágenes, las cuales son necesarias para obtener una excelente imagen tomodensitometrica asociada al diagnostico por imagen de la cabeza.
La tomografía por emisión de positrones (TEP) no mide el volumen de las estructuras cerebrales; mide la actividad metabólica y el flujo de sangre del cerebro, así como la cantidad y función de los receptores de neurotransmisores. En Ia TEP, la actividad cerebral se mide a través de la metabolización de la glucosa (la glucosa proporciona energía que el cerebro necesita durante el procesamiento) contenida en el flujo cerebral regional.
La TEP utiliza una sustancia radiactiva que se vincula ya sea a una sustancia corporal normal (Por. ej., glucosa) o a algún fármaco, en el caso de estudios de enlaces de receptores. Cuando se le clasifica con un químico emisor de positrones se le conoce como marcador radiactivo. Este marcador se inyecta en el torrente sanguíneo, donde cruza la barrera hematoencefílica y circula dentro de la vasculatura cerebral (sistema sanguíneo del cerebro). A medida que se degrada, el marcador emite positrones, que interactúan con los electrones circundantes para producir dos fotones de rayos gamma. El equipo TEP, cuenta con una serie de sensores que rodean la cabeza y que detectan estas emisiones.
Lo único que se registra como señal es la llegada simultánea de dos fotones a sensores opuestos y esto permite la localización de las emisiones, ya que la reacción debe haber sucedido en línea entre los dos sensores. Una reconstrucción computarizada provee la imagen tomográfica de la distribución del marcador. El equipo que en sí, es muy parecido al de IRM pero su funcionamiento es completamente distinto.
VENTAJAS:
La ventaja de la TEP es su capacidad de cuantificar los receptores de neurotransmisores y visualizar los sitios de acción de los fármacos, además de que la medición de la metabolización de la glucosa cerebral y el flujo sanguíneo cerebral regional se pueden utilizar para estudiar la actividad del cerebro en reposo o para mapear la activación cerebral durante tareas cognoscitivas y motoras.
La TEP ha resultado enormemente útil en la comprensión de la química del cerebro y en la investigación de los efectos de distintos fármacos sobre la química cerebral. En el paso de fármacos, una TEP implica la inyección de un marcador radiactivo que tiene una elevada afinidad y especificidad para el receptor bajo estudio ( p. ej., dopamina) A. medida que el marcador viaja a lo largo del cerebro, se enlaza con sus receptores afines. Las emisiones de la sustancia radiactiva (ligando) a lo largo del tiempo se pueden medir y localizar, para dar una indicación de dónde se está enlazando la sustancia y con qué fuerza.
DESVENTAJAS:
Utiliza sustancias radiactivas, por lo que la exposición a la radiación es un factor importante en su uso a largo plazo.
De manera alternativa esta técnica se puede utilizar para estudiar el sitio de acción de los fármacos. Si a un individuo se le administra un medicamento que selectivamente bloquea los receptores de la dopamina D2, y después se le realiza una T.E.P. con racloprida (un ligando del receptor D2), entonces el individuo mostrara una reducción de enlaces del ligando, ya que algunos de los receptores D2, ya estarán ocupados por el fármaco. La T.E.P. tiene una resolución Espacial de 3.5 mm. La glucosa es la fuente principal de energía para las neuronas. Un metabolismo anormal de la glucosa indica una patología subyacente que se puede detectar. El metabolismo regional de la glucosa se puede analizar por medio de la T.E.P. durante un estado de reposo o bien durante la realización de alguna tarea cognoscitiva, mediante la monitorización de las emisiones del marcador a medida que se metaboliza. Se generan imágenes procesadas por computadora que utilizan colores para indicar el grado de metabolización de la glucosa.
La T.E.P. es conveniente para la evaluación de la distribución de receptores en el cerebro y para la medición del flujo sanguíneo cerebral durante evaluaciones neuropsicológicas. Así también, es posible realizar una localización anatómica mejorada de la actividad cerebral superponiendo la información obtenida mediante una TEP sobre las IRM.
Actualmente la TEP es considerada como una herramienta imprescindible en el seguimiento del cáncer.
VIDEO DE LA TOMOGRAFÍA COMPUTARIZADA POR EMISIÓN DE POSITRONES: http://www.dailymotion.com/video/x72tk9_tep-diagnostico-del-cancer_news
Figura 1. Imágenes de tomografía computarizada (TC), fusión de tomografía por emisión de positrones (PET) y TC, y PET en un paciente diabético en el que se identifica hipercaptación muscular de 2-fluoro-2-desoxi-D-glucosa debido a la administración de insulina intramuscular previa a la realización del estudio PET-TC.
El gráfico de arriba muestra en la primera fila un cerebro normal, después en la otra el cerebro con el problema del Alzheimer.
Tomografía por Emisión de Positrones (PET), esta técnica se usa generalmente para detectar ciertas enfermedades del cerebro. Utiliza un isótopo de vida media corta, el cual se introduce en una sustancia metabolizable por el organismo (como la glucosa), la cual es absorbida por un tumor o un grupo celular de interés. Por lo general, las muestras del PET se utilizan en paralelo con muestras tomadas de tomografías computarizadas, las cuales son tomadas por el mismo equipo sin necesidad de movilizar al paciente. Esta técnica permite que las muestras tomadas en PET sean analizadas con referencias anatómicas al mismo tiempo. Se utiliza mucho para analizar las alteraciones cerebrales que desencadenan en esquizofrenia, trastorno de identidad disociativo, entre otras.
MAGNETOENCEFALOGRAFÍA (MEG)
La MEG ha surgido en los últimos diez
años dentro de un contexto de búsqueda de nuevas herramientas que nos permitieran
contestar a nuevas y antiguas preguntas sobre la organización de los procesos
cognitivos en el ser humano. A principio de la década de los noventa se produjo
una inflexión en la utilización de la MEG para el estudio de los procesos
cognitivos debido, principalmente, a la aparición de los sistemas de registro
capaces de medir de forma simultánea los campos magnéticos cerebrales a lo
largo de toda la convexidad craneal, optimizándose todas las potencialidades de
esta técnica de neuroimagen funcional.
La magnetoencefalografía
es una técnica de neuroimagen no invasiva que mide, con gran exactitud
temporal, los campos magnéticos en la superficie de la cabeza producidos por
corrientes neuronales en regiones cerebrales. Esta técnica es sumamente útil en
la investigación básica y clínica, porque además permite ubicar el origen de la
actividad neural en el cerebro.
La MEG es una herramienta
esencial de investigación para estudiar el cerebro y la cognición, en la que la
información temporal de la actividad cerebral evocada es crítica. Otra ventaja
es que permite estudiar a bebés que aún no son capaces de dar respuestas
conductuales. Cuando se combina la señal del MEG con la imagen de resonancia
magnética estructural, la MEG proporciona la localización de la actividad
cerebral con alta confiabilidad espacial. Sin embargo, la mayor limitación para
el uso de la MEG es su alto costo.
Para conocer más acerca de la técnica de Magnetoencefalografía se puede consultar el siguiente video:
https://www.youtube.com/watch?v=sr7JwasmrGU
miércoles, 9 de septiembre de 2015
La tomografía por emisión
de fotón
La tomografía por emisión de
fotón único, SPECT (del inglés single photon emission computerized tomography)
es una técnica que ha mostrado un creciente interés en Neurología, ya que
proporciona una información funcional y metabólica; permite el estudio de
imágenes por la administración de un radiofármaco (radioisótopo) usualmente por
vía intravenosa o inhalatoria.
Estas sustancias siguen distintas rutas metabólicas y de difusión en el organismo, de manera que son captadas específicamente por diferentes órganos y tejidos, a la vez que son capaces de emitir radiación gamma, que se detecta mediante una gamma cámara. La irradiación del paciente es comparable a la recibida durante una exploración rutinaria de rayos X. Este proceso dura entre 20 y 30 minutos, y una vez finalizado, el paciente puede reincorporarse a sus actividades normales.
Estas sustancias siguen distintas rutas metabólicas y de difusión en el organismo, de manera que son captadas específicamente por diferentes órganos y tejidos, a la vez que son capaces de emitir radiación gamma, que se detecta mediante una gamma cámara. La irradiación del paciente es comparable a la recibida durante una exploración rutinaria de rayos X. Este proceso dura entre 20 y 30 minutos, y una vez finalizado, el paciente puede reincorporarse a sus actividades normales.
La mayoría de sistemas de (SPECT)
utilizan una gran gamma cámara rotatoria suspendida, que puede girar alrededor
del paciente, lo cual permite obtener imágenes coronales, sagitales,
transversales y oblicuas de cualquier parte del cerebro.
Desde su aparición hasta la actualidad, los sistemas de SPECT han evolucionado rápidamente, pasando por los sistemas de cabeza única, cabeza doble y triple, luego los sistemas multidetectores de 4 cabezas hasta los detectores Harvard que han alcanzado una sensibilidad 75 veces superior a los primeros sistemas. Se conocen más de 1000 radioisótopos entre los que existen en la naturaleza y los creados por el hombre; sin embargo en la medicina nuclear solo se utilizan cinco: Xenón 133 y 127 (133Xe, 127Xe), Tecnecio 99 (99mTc), Yodo 123 (123I) y Talio 201(201Tl); de estos, los 4 primeros son químicamente inertes (no son retenidos en el cerebro) y el último es químicamente activo (es retenidos en el cerebro).
Los más ampliamente utilizados son el 133Xe (administrado por vía inhalatoria o intravenosa) y el 99mTc. Estos núclidos son fuertemente lipofílicos, lo cual les permite ligarse a los eritrocitos y una fácil difusión desde la sangre al tejido cerebral. Así se obtienen imágenes tomográficas del rVSC y de la permeabilidad de la barrera hematoencefálica. Dependiendo del trazador utilizado, el SPECT puede proporcionar información del rFSC, del rVSC (tasa de perfusión cerebral regional) y de los receptores de los neurotransmisores cerebrales.
Desde su aparición hasta la actualidad, los sistemas de SPECT han evolucionado rápidamente, pasando por los sistemas de cabeza única, cabeza doble y triple, luego los sistemas multidetectores de 4 cabezas hasta los detectores Harvard que han alcanzado una sensibilidad 75 veces superior a los primeros sistemas. Se conocen más de 1000 radioisótopos entre los que existen en la naturaleza y los creados por el hombre; sin embargo en la medicina nuclear solo se utilizan cinco: Xenón 133 y 127 (133Xe, 127Xe), Tecnecio 99 (99mTc), Yodo 123 (123I) y Talio 201(201Tl); de estos, los 4 primeros son químicamente inertes (no son retenidos en el cerebro) y el último es químicamente activo (es retenidos en el cerebro).
Los más ampliamente utilizados son el 133Xe (administrado por vía inhalatoria o intravenosa) y el 99mTc. Estos núclidos son fuertemente lipofílicos, lo cual les permite ligarse a los eritrocitos y una fácil difusión desde la sangre al tejido cerebral. Así se obtienen imágenes tomográficas del rVSC y de la permeabilidad de la barrera hematoencefálica. Dependiendo del trazador utilizado, el SPECT puede proporcionar información del rFSC, del rVSC (tasa de perfusión cerebral regional) y de los receptores de los neurotransmisores cerebrales.
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Figura 1.- SPECT con corte axial de un infarto
extenso del territorio de la arteria cerebral media derecha. Obsérvese la
ausencia de perfusión en dicho territorio
Esta técnica también es útil
para valorar la reserva vascular en un territorio particular, mediante
adenosina, Acetazolamida o CO2,, ya que estas sustancias al aumentar
normalmente el FSC, pueden detectar a pacientes con escasa respuesta
vasodilatadora ante una demanda mayor de circulación cerebral.
Las limitaciones de esta
técnica son: a) La necesidad de usar un sistema especial de rotación rápida
alrededor del paciente, b) La pobre resolución espacial, y la presencia de
artefactos debido a radioisótopos presentes en la nasofaringe (cuando se
administra el trazador por vía inhalatoria), y c) Está contraindicada durante
el embarazo.
Por otra parte la Tomografía
Computarizada por emisión de fotones simples (SPECT): Parte de los mismos
principios que el TEP, pero se diferencia de éste en que utiliza fotones y que se utiliza más para el ámbito clínico.
Presenta una ventaja sobre el TEP (que sólo nos da planos horizontales) y es
que el SPECT nos proporciona planos horizontales, sagitales,.... ¢ El SPECT puede ayudar en el
diagnóstico de los trastornos depresivos, contribuyendo a diferenciarlos de
otros trastornos e incluso analizando varios subtipos de depresión. el S.P.E.C.T. tienen como limitación una baja
resolución espacial.
RESONANCIA MAGNÉTICA SIMPLE Y FUNCIONAL
RESONANCIA MAGNÉTICA SIMPLE Y
FUNCIONAL
¿Qué es la resonancia magnética y como
funciona?
Es un examen diagnostico que proporciona
una muy visión clara y detallada de los órganos y tejidos del interior del
cuerpo, incluso permite tomar imágenes de la activación de cerebro durante la
realización de tareas metales, y en comparación con otros exámenes de
diagnostico de neuroimagen se considera un método seguro y no invasivo.
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| Equipo de Resonancia Magnética |
La Resonancia Magnética (RM) produce imágenes
de dos o tres dimensiones usando un imán grande, ondas de radio y un computador,
creando imágenes de los tejidos en forma de “rodajas” o “rebanadas”, que se
pueden ver en cualquier orientación. Por
lo general el diseño del apartado de RM es grande, en forma de “dona” y abierto
en ambos extremos. El examen por RM no
produce dolor o daño conocido a los tejidos, y es usado frecuentemente por médicos
para examinar el cerebro, la columna vertebral, las articulaciones, incluso el
abdomen y el corazón.
El principio en el cual se basa la RM
es que el cuerpo contiene átomos de hidrógeno (protones) que están presentes en
la mayoría de los tejidos del cuerpo y actúan como pequeños imanes, cada uno
con un campo magnético bipolar (polos norte y sur). El equipo de RM con su
poderoso imán detecta las señales que los protones producen cuando se les
aplican ondas de radio, los protones se alinean con el eje del imán, todos en
la misma dirección, y la RM descarga una onda de radiofrecuencia hacia estos
átomos, esto ocasiona que los átomos empiecen a rotar, a medida que regresan a
su orientación norte-sur dentro del campo magnético emiten ondas de radio que
pueden detectarse. Es interesante notar que en cada tejido diferente del
cuerpo, los átomos rotan a diferentes velocidades lo que hace que se puedan
diferenciar en el equipo de RM, y por lo tanto que se pueda detectar alguna lesión,
enfermedad o condición anormal.
RESONANCIA MAGNETICA FUNCIONAL (RMf)
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| Ejemplo de "mapeo" realizado mediante Resonancia Magnética |
La RMf mide las regiones de actividad
neuronal utilizadas durante la realización de tareas mentales, esto es posible gracias
a la sensibilidad a los cambios de
oxigenación de la sangre, lo cual se traduce en variaciones en la
cantidad/señal de oxígeno en una determinada región. Lo que se "mapea" con la RMf
es la señal que se emite con las variaciones, ya que la activación de cierta
área en específico se acompaña del aumento en el flujo sanguíneo y la señal
depende de los cambios en los niveles de oxigenación sanguínea, a esto se le
conoce como efecto DNOS.
VENTAJAS DE LA RM /RMf
· Resolución
temporal de 1 segundo o menos
. Excelente resolución espacial (hasta 1mm)
· Mapea
funciones cognoscitivas
· Naturaleza
no invasiva
DESVENTAJAS DE LA RM Y RMf
· Alto
costo de los equipos y de operación
· Dificultad
para operar los equipos
· La
naturaleza enclaustrada del scanner y el ruido que este produce
En los siguientes vídeos se explica el funcionamiento del equipo de RM y la forma en que se realiza el estudio:
martes, 8 de septiembre de 2015
Bibliografía
Bibliografía
Kalat, J. (2011). Métodos de Investigación. En J. Kalat (Ed.), Psicología biológica
(pp. 107-113). Argentina: Editorial Cengage learning.
Corr, P.J. (2008) Neuroimagenología. En J. Kalat (Ed.), Psicología biológica (pp.
302-321).México: Mc Graw Hill Interamericana.
Videos you tube recuperados de:
http://www.dailymotion.com/video/x72tk9_tep-diagnostico-del-cancer_news
https://www.youtube.com/watch?v=sr7JwasmrGU
https://www.youtube.com/watch?v=CkUdUOH268w
https://www.youtube.com/watch?v=omG6wop6Rzg
Kalat, J. (2011). Métodos de Investigación. En J. Kalat (Ed.), Psicología biológica
(pp. 107-113). Argentina: Editorial Cengage learning.
Corr, P.J. (2008) Neuroimagenología. En J. Kalat (Ed.), Psicología biológica (pp.
302-321).México: Mc Graw Hill Interamericana.
Videos you tube recuperados de:
http://www.dailymotion.com/video/x72tk9_tep-diagnostico-del-cancer_news
https://www.youtube.com/watch?v=sr7JwasmrGU
https://www.youtube.com/watch?v=CkUdUOH268w
https://www.youtube.com/watch?v=omG6wop6Rzg
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