5 instrumentos de investigación en neurociencia
La neurociencia es una disciplina científica que estudia el sistema nervioso y cómo los diferentes elementos que lo conforman interactúan y dan origen a la conducta. Es un campo de estudio complejo que se encarga desde el funcionamiento neuronal hasta el comportamiento y por lo tanto, muy amplio. Sin embargo, nos es de gran utilidad a la hora de entender cómo se desarrolla nuestra conducta.
Ahora bien, esta disciplina se sirve del método científico para obtener conocimiento a través de una serie de instrumentos de investigación en neurociencia. De hecho, estos son útiles tanto para explorar la anatomía como la funcionalidad del cerebro. Eso sí, cada uno de ellos tiene unas ciertas ventajas e inconvenientes que los hacen propicios para determinadas situaciones y no para otras.
Por ello, a continuación vamos a exponer de forma breve los instrumentos más utilizados en neurociencia: el EEG, el MEG, el TAC , el TEP y la RMf.
Electroencefalograma (EEG)
Se trata de un instrumento que mide cómo fluye la electricidad a lo largo del córtex cerebral. Cuando una neurona es activada, se produce a través de ella un paso de iones que podemos medir con una serie de electrodos. Estos electrodos se colocan directamente en el cuero cabelludo junto con algún tipo de sustancia que facilite el paso de la corriente. Gracias a esto, podemos captar la actividad neuronal en forma de ondas.
El EEG es uno de los instrumentos de investigación en neurociencia con gran capacidad temporal. Sin embargo, su capacidad espacial es muy pobre. Nos es útil para relacionar patrones de ondas con ciertos procesos, pero si queremos localizarlos debemos utilizar otro instrumento.
Un ejemplo de su uso es durante las investigaciones de las fases del sueño. Esto se debe a que cada una de ellas corresponde a un patrón específico de ondas.
Magnetoencefalograma (MEG)
Es muy similar al EEG, pero no capta los cambios de voltaje, sino los campos magnéticos de las neuronas. Es un principio físico que toda corriente eléctrica genera un campo magnético perpendicular a sí misma. Gracias a esto, podemos poner unos receptores en el cuero cabelludo que midan la actividad cerebral.
Además, la anatomía estructural de la corteza provoca que el campo magnético de algunas neuronas no salga del cráneo, mientras que de otras sí. Esto nos es útil para medir la actividad de ciertas zonas cerebrales sin ruido ni interferencias.
En comparación al EEG, el MEG tiene peor resolución temporal. Esto se debe a que la detección del campo magnético tiene más retraso. Pero es cierto que supone una gran mejoría en la resolución espacial, ya que podemos conocer la localización en la que se han generado esos campos magnéticos.
Tomografía Axial Computarizada (TAC)
Es uno de los instrumentos de investigación en neurociencia con más utilidad para explorar la anatomía estructural del cerebro. Consiste en pasar multitud de haces de rayos X alrededor de la cabeza desde distintos ángulos. Una vez hecho esto, a través de un programa de ordenador, se juntan todas las imágenes para tener una imagen del cerebro en 3D.
Al cruzar el cuerpo humano, cierta parte de los rayos X es absorbida por las estructuras que crucen. Así que, si ponemos al otro lado un receptor, podemos ver una fotografía del residuo de los rayo X. Esta nos dará una imagen de las zonas que ha cruzado en una escala de grises.
El TAC es una técnica muy útil para ver la anatomía cerebral y presenta un coste muy reducido, además de ser una práctica sencilla. Aún así, presenta ciertos inconvenientes. El principal y quizás más grave es la invasividad de la prueba. Parte de la radiación es absorbida por el cerebro; esto provoca que su uso sea limitado para evitar daños. Además, hoy en día existen técnicas con mucho mejor resolución espacial y temporal que el TAC, como la resonancia magnética.
Tomografía por Emisión de Positrones (TEP)
El TEP permite determinar el nivel de actividad metabólica de cada zona del cerebro. Esto es interesante para la investigación, ya que nos aporta una gran información sobre dónde se produce la actividad cerebral.
Para lograr esto, se inyecta al sujeto glucosa enlazada a un marcador radiactivo (2-desoxi-D-glucosa). Esta sustancia viajará al cerebro, donde los positrones del isótopo radiactivo reaccionarán con los electrones de átomos circundantes. Así, se destruirán mutuamente, liberando luz en el proceso.
Esta luz provocada por la reacción de los positrones puede ser captada por un receptor. De esta manera, se consigue tener una imagen de las zonas donde el cerebro ha consumido más glucosa.
Esta técnica se suele utilizar a la vez que un TAC para conocer exactamente las estructuras donde se está metabolizando la glucosa. El TEP presenta una alta resolución espacial, pero la temporal deja bastante que desear, ya que se tiene que esperar a que la sustancia sea consumida por el cerebro. Por lo general, ese proceso se produce después del evento cognitivo que queramos medir.
Además, es una de las técnicas más invasivas dentro de los instrumentos de investigación en neurociencia. Supone la introducción de radiación directamente al cerebro, con el consiguiente peligro para sus estructuras. Por eso, solo se emplea en casos en que sea muy necesaria.
Resonancia Magnética (RM) y Resonancia Magnética funcional (RMf)
Junto con el TAC, la resonancia magnética es una de las técnicas más utilizadas tanto en neurociencia como en medicina. La RM aprovecha el hecho físico de que los átomos de ciertas sustancias del cuerpo humano reaccionan cuando les atraviesa una onda electromagnética.
El equipo de RM utiliza un gran imán para orientar el eje de todos los átomos de hidrógeno del cerebro en una dirección. Cuando cese el pulso electromagnético, todos esos átomos se recolocarán devolviendo una señal de energía que podemos captar.
La RMf es una variante de la primera que nos permite medir la actividad y estructura cerebral a tiempo real, mientras el sujeto realiza una actividad con una escasa latencia temporal. Dentro de los instrumentos de investigación en neurociencia, es posiblemente el que mejores resultados tanto espaciales como temporales nos aporta.
Además, su invasividad es totalmente nula, ya que los campos magnéticos por debajo de cierta potencia no dañan la estructura cerebral. Ahora bien, su problema radica en su altísimo coste, tanto del equipo como de su mantenimiento. Conseguir un aparato de RMf cuesta en torno a unos 5 millones de euros. Por lo tanto, no todos los hospitales pueden permitirse tener uno.
En este artículo has aprendido más sobre algunos de los instrumentos de investigación en neurociencia que se usan actualmente. El estudio de esta ciencia todavía se encuentra en sus primeras etapas. Sin embargo, gracias a estas técnicas, cada vez sabemos más sobre cómo funciona el cerebro.
