302

magenología eI ran€

resolucgundosnilíseg

Electrt

Ia acti.+dos sobr(EEG); j

EEG segíayes:como epi

, EI EI(véase elbadas delpartir de Iuna corri(cnáneo y ¡

flEEG se nkdo habituape¡, 1958). I= frontal, p =

r0. l , ldr

EEG se conconsistentcon la exr

2. Describir los distintos tipos de métodos neuroimagenológicos y explicar susciones.

3. D¡ferenciar entre negroimágenes estructurales y funcionales.

El capítulo 9 describió cómo el campo de la psicoflsiología ofrece un número de

del cuerotcncia es lEEG en tédel cuero cgador inferseñales. Ta,¡ct¡vación (ysubcortici

mientas valiosas con las cuales responder a algunas preguntas importantes denhopsicología; pero existen ciertas preguntas que sólo se pueden contestar a través Sistema Inmedición direct¿ del cerebro.l El Dresente caDítulo centra la atención en las

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

El lector podrá:

1. Sintetizar los fundamentos y técn¡cas que se util¡zan en la electrof¡s¡ologfa (p.EEG/PRE).

4. Contrastar las resoluciones temporales y espaciales de los métodoscos y neuroimagenolÓgicos.

5. Describir las l¡mitaciones de la neuroimagenología como medio para relacionarfunción v estructura.

señadas para medir la actividad cerebral, ya sea a partir de un registro (electrofisiológlco)tomado desde la superficie (cuero cabelludo) o a partir de señales emitidas en las profim'didades del cerebro. En primer lugar se discuten las técnicas electrofisiológicas, ya ttrlsse pueden considerar las precursoras de las técnicas neuroimagenológicas más sofistíca'das que se han desarrollado a lo largo de los últimos 20 años y que han revolucionadqelestudio fisiológico del cerebro vivo. Esta discusión se enfoca en la descripción de esbstécnicas; la parte III ("Aplicaciones") proporciona ejemplos de su uso en la conduct¿normal y anormal.

cAPfTULo to Neuro¡magenotogfa 303

,lrca-

se ocupa de la medición y análisis de las señales eléctricas del ce-Como se discutió en el capítulo 3, el cerebro es un sistema elechoqulmico; el

cerebral estí asociado con la generación de electricidad y, por lo tanto,magnéticos. La electrofisiología ofrece descubrimientos únicos acerca del

del cerebro, como también es capaz de registrar la actividad neural ende milisegundos. En comparación, las técnicas neuroimagenológicas tienen una

temporal relativamente pobre: sólo .son sensibles a señales que aba¡can se-no milisegundos: gran parte del inte¡és psicológico tiene lugar en términos de

no segundos.

(EEG)

actividad eléctrica del cerebro se puede registrar mediante la colocación de electro-sobre el cuero cabelludo, que colectivamente comprenden el electroencefalograma

Berger fue el primero en demostra¡lo en la década de 1920. En la actualidad. else utiliza ampliamente en la psicología experimental, neurofisiologia y-neuroto-

y es una herramienta estrindar de diagnóstico para padecimientos neurológicos talesepilepsia.EEG es sensible a las corrientes iónicas que atraviesan las membranas neuronalesel capítulo 4); más específicamente, la fuente del EEG es la sumación de las en-

r dend¡íticas al interior de la célula, que se integra a [o largo del tiempo, así como ade las diversas enhadas. La carga eléctrica fuera de la dendrita ocasiona que fluya

corriente a havés del medio ci¡cundante (tejido cerebral, líquido cerebroespinal,oeo y piel). Cuando llega al cuero cabelludo, la corriente altera el potencial eléctricocuero cabelludo debido a la resistencia eléctrica del teiido: este cambio en la resis-

es lo que se registra como EEG. En la actualidad, es posible procesar las señalesen términos de /ocalización de fuente: aunque la señal del EEG se registra a partir

cuero cabelludo, se han desarrollado programas analíticos que le permiten al invesii-tnferir lafuente generadora, es decir, el lugar del cerebro donde se generaron las

Tales programas de localización de fuente permiten que se produzca un mapa deüvatión cerebral, que de manera indirecta produce una imagen de la actividad cortical

ts

l t ¡

Sistema Inte¡nacional I 0-20

El EEG se mide según la localización de los electrodos sobre el cuero cabelludo. El mé-todo habitual para la colocación de los elechodos es el Sistema Intemacional 10-20 (Jas-per, 1958). Las loc¿ilizaciones de los eleckodos se denoLan en ¡eferencia a los lóbulos: F-frontal,P=parietal,C=central,J=temporalyO=occipital.Comosemuestraenlafigura 10.1, los números nones se refieren al hemisferio izquierdo y los números pares alhemisferio derecho (Z se refiere a la línea media).

gico))fun-t qüc

itlca-do el

esg$

Iucta

Frecuencias EEG

El EEG se compone de una mezcla de frecuencias eléctricas. Estos rangos de frecuencias$pn consistentes con el punto de vista popular de la actividad EEG en cuanto a su rela-ción con la excitación cortical, que varía del sueño a la actividad intensa (figura 10.2)_

304 PARTE lt Enfooues

l

FIGURA TO.I

Sistema Internac¡onal l0-20 de electrodos. El "sistema 10-20'. ut¡l¡zado oara la colocación de electrodosderiva su nombre de la relación entre la localización de los electrodos y las áreas de la corteza. Cada s¡tio delocal¡zac¡ón t¡ene una letn, que denota el lóbulo, y un número u otra letra, que denotan el hem¡sfer¡o. Las

'ñ I c;Py o representan a los lóbulos lrontal, temporal, central, par¡€taly occ¡pital, respectivanente; en el

bro no €x¡ste un 'lóbulo centtal', pero se incluye para propósitos de ¡dentif¡cación. Los números pares se r'-'ren al hemilerio derecho, los números nonis.al hemisferio ¡zqu¡erdo y z se refiere a un electrodo colocado. la línea media. El ' 10-20' se refiere a las distancias entre electrodos (algunos l0%, otros 20%).

Nombre Frecuencia (Hz)0.5 - 3.5

4-7 .5a-12

13-19Beta ráD¡das 20-30Gamma 30-50Husos de sueño 12-14

Deltamenos de 4 cps

Theta4-8cps

Alfa8-13 cps

Betamás de 13 cps

Dorm¡do Soñol¡ento Relajado Aierta

b)

FIGURA IO.2

Cuadro de las distintas frecuencias EEG. El EEG se compone de un número de frecuencias diferentety mostradas ó).

DettaThetaAlfaBeta lentas

al

Alfa

Ia atdespifrecución ¡

Beta

Ia actlbetz rá

. utilizay emoc

Iheta

La activdad de pblemas epreclsa d

La aüiviosueño y esdos años d

Ei EE(canales detéclicas. Lerect¡ocardgenerado pretechoocul(ücos tienengeneral, el er¡ diversos ti¡oores). Conitelevantes

¡con E

at.,2000).Antes de ¡

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o.¡os. Ede "c

definidas a) l4trol. En ocas

Defta

de las neur,

cAPfTULo 1o Neuroimagenologfa 305

G,

fe-rc-cbre

alfa (8- l2 tlz) se exhibe en la mayoría de las personas cuando se encurntrany relajadas. Cerrar los ojos y relajarse produce un aumento en este rango deLa reducción en actividad alfa (bloqueo alfa) se ha asociado con estimula-

sensorial y actividad mental.

beta (13-50 Hz) también se divide en ondas beta lentas (13-19 Hz) y ondasrápidas (20-30 Hz) y ondas gamma (30-50 Hz) más nípidas. Por lo general, beta se

para referirse al rango de 20-30 Hz, que se asocia con activación táctil, auditiva

áctividad theta (4-8 Hz) se asocia con la ausencia de placer y también con una vane-de procesos tales como MOR (movimi€nto ocular rápido), sueño, solución de pro-

e hipnosis. Sin ernbargo, seríajusto decir que no se comprende bien la naturalezade theta.

delta (0.5-4 Hz) consiste en ondas grandes y léntas que se asocian con ely es la frecuencia predominante en el recién nacido humano dur¿nte los primeros

i años de su vida. Sin embargo, también es evidente en los seres humanos adultos.El EEG estí sujeto z tn núrte¡o de artefaclos que pueden corromper la señal de los

de los electrodos. Estos artefactos provienen de fuentes tanto biológicas comoLos artefactos biológicos pueden ser el resultado de la interf€rencia de: ¿) el

(ECG, es decir, el latido del corazón); á) el electromiograma (EMG),por los músculos con ligeros movimientos cercanos a los eleckodos, y c) el

(EOG) ocasionado por el movimiento de los ojos. Los artefactos téc-tienen una variedad de causas (p. ej., frecuencia de alimentación de 50 [Iz; por lo

;: gener4l, el equipo se alsla de este tipo de fuentes extemas), movimiento de los electrodos:' y¡drversos tipos de desperfectos en el equipo @. ej., conexiones sueltas a los amplifica-'

{ores). Con frecuencia se filtran las frecuencias bajas y altas para eliminar influencias[r-relevantes y extemas. Se han desanollado pagtas para el diseño y ejecución de experi-mentos con EEG a fin de estandarizar las investigaciones enhe laboratorios (p. ej., Pictonet a1.,2000).

Antes de pasar a las respuestas EEG que se han vinculado con eventos psicológicosCspecíñcos (p. ej., potenciales evocados), se presenta un emocionante desanollo clínicode la tecnología EEG.

Pacientes con síndrome de "cautiverio"Imagine que se despertara una mañana y, una vez totalrnente consciente, se percatarade que estrí totalmente paralizado, sin posibilidad de mover las manos, piemas, boca o,incluso, ojos. Esta perspectiva bastante aterorizante es la realidad de los pacientes consfndrome de "cautiverio": la mente está cautiva dentro del cuerpo y ha perdido todocont¡ol. En ocasiones, este padecimiento es el resultado de una embolia o de una escle-¡osis de las neuronas motoras del sistema mótor somático. Aún peor, no es evidente a los

30ó PARte tt Entooues

EEG en t-ecnología de'cóñirol men-t'a¡" ?

clinicos si el paciente se encuentra consciente o en un estado vegetativo; pero elpuede oírlos hablar (la experiencia subjetiva de este estado se describe en Bauby, IY bien, ¿cómo podríamos comunicamos con estos pacientes? Recuerde: no puede¡blar, mover sus dedos o manos para poder escribir, ni siquiera parpadear paraalgún tipo de código de comunicación; de hecho, ¿cómo es posible siquiera saber siconscientes?

En un notable estudio, se desarrol[ó la autorregulación neural de potencialesfisiológicos como medio de comunicación (Birbaumer et a/., 1999). Se utilizaronciales corticales lentos (PCL) y un entrenamiento operante permitió que estas ondascontrolaran de manera consciente; esle control les permite a los pacientes operar u¡positivo de deletreo que rlueve un cursor sobre una pantalla de video, lo que lesseleccionar letras del alfabeto. La autonegulación de las respuestas neurales sehaciendo que los pacientes mantengan una esfera dentro de una de dos cajas que drecen en la pantalla. Al principio, ésta es una tarea dificil, pero las personasestrategias (p. ej., relajación, enfoque) para influir en sus ondas cerebrales. Unaciertos aspectos de las ondas cerebrales se conüolan de manera consciente, seconectar a un cursor que les permite escribir a los pacientes.

La mayoría de las personas pueden lograr la autonegulación neural conse ha utilizado con una variedad de propósitos: reducción del estrés, conhol deactividad en niños, control de estados corticales enpacientes esquizofrénicos yestados para lograr un desempeño óptimo de músicos talentosos. En el caso decimientos clínicos, esta forma de control cerebral es un área importante,relativamente nueva, de medicina conductual; un aspecto significativo es queefectos secundarios de tratamientos medicamentosos. (Un campo relacionado es el"biorretroalimentación", que por lo general tiene que ver con técnicas dela regulación de funciones del sistema nervioso autónomo, como frecuencia onda

seginLa

Potenciales relacionados con eventos @RE) tambiénconocidos como potenciales evocados

Ya desde las observaciones de Berger del registro del EEG a través del cueroha habido interés en la relación entre los regishos EEG y los procesospotenciales relacionados con eventos (PRE) son respuestas EEG ocasionadassos: estas respuestas proporcionan datos valiosos acerca del procesamientolos eventos psicológicos. Debido a que la señal de los PRE es débil enla señal bruta del EEG, es necesario aumentar la proporción de señal a ruidoun promedio a partir de un gran número de ensayos.

p¡esenfacióque esüe c

Y &ecuenanaliza de

denomdeno¡n.

Est

Un PR-E contiene un número de picos positivos y negativos que setérminos de su oolaridad v latencia (a menudo se denominan componentes del inici¿Por ejemplo, un P300 se refiere a un pico positivo con una latencia modal deSe asume que las respuestas iniciales se encuentran mediadas por un análisismientras que se asume que los picos posteriores tienen un mayor contenido se hace u¡(p. ej., atención y análisis). De manera normal, se asume que la mayoría de los I

atetr(cuero cabelludo es la sumación de los potenciales possinápticos de un gran

a estlneuronas oue se activan o inhiben de manera sincrónica. Distintasmentales producen diferentes tipos de respuestas. lo que enfatiza parámetrosEntonces, se pueden mostrar las diferencias entre las respuestas obtenidastarea de control v aouellas obtenidas durante una tarea experimental. Lamuestra los componentes de una típica forma de onda evocada por un estímuloinfrecuente.

a pafir d(

ent€e7).

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RE).ms.2

'rial,gicoi delodereri-:sos.unar0.3itlvo

N100

cAPlTuLo 1o Neuoimagenologfa 307

FIGURA f O.I

componentes de la onda PRE.

l l r l l rD)0 10 20 30 40 50

T¡empo (ms)

onda PRE consiste en un número de distintos "componerites", cada uno de lossegún se piensa, refleja diferentes procesos fisiológicos y psicológicos.

sersoriares

presentación de estímulos evoca un componente muy inicial (menos de 100 ms) y seque este componente es obligatorio, ocasionado por la estimulación de los nervios

Este componente estí influido por panímetros de estímulo tales como inten-

Negativos iniciales

Nl00

Cuando se hace una comparación entre estímulos atendidos y estímulos desatendidos,los estímulos atendidos se asocian con un PRE más negativo de entre 100 y 200 ms.En ocasiones, a esto se le llama n egatividad de procesamiento y se píensa que refleja laselección a partir de un canal perceptual específico.

N200

lste componente es sensible a estímulos raros (poco comunes) y se piensa que reflejauna detección de desigualdades, por lo que en ocasiones se le denomina como negativi-

308 PARTE tt Enfoques

dad desigual.También se asocia con el reflejo de orientación potque está implicado en elprocesamiento automático de eventos sorprendentes (poco comunes)

Los componentes cognoscitivos tardíos

P300. Los eventos inesperados relevantes a la tarea que se está llevando a cabo evoca[un amplio P300. Es posible que este componente refleje la actualización de la

ción en la memoria simultánea: los eventos inesperados y relevantes deberíana una actualización de los esquemas de la memoria actual a fin de construir una

sentación precisa del mundo extemo. Por tanto, se relaciona con la codificación deestímulos.

N400

Este componente está implicado en el procesamiento semántico Su magnitudcon la naturaleza incongruente de una oración (p. ej., "tomó un trago del vaso",

un trago del río", "tomó un trago del camión"). También se observa un componentegran magnitud en los paradigmas de verificación de oraciones, ya sea cuando se

una afirmación falsa (p. ej-, un gato es una planta) o bien una negación verdadera (p.

un gato no es una planta).

se Ies(estínsospe(conoc.lconsrstriza losdicandcA conti¡fn de ¡ed.isto¡siodien clatconciencipodría intuna palabtna rnocent

Sehaede reconocanreno¡ida<del crirns¡)lconocidos)

pafa

Iambién es relevada (Mr.l

El compcsa, Boaz y cc

se Neshige e,r-as rnvestiga

Como ejemplo del uso del PRE, considere el estudio de Schott y

(2003). Examinaron la hipótesis de que el alistamiento perceptual y la memona

tienen coffelatos neurales especificos enla codifcoción. Se registraron los PRE

los participantes estudiaban palabras y después estos PRE se clasificaron según: alas palabras se utilizaron más tarde para completar radícales de palabras de tres te aqlellos qen una prueba deliberada de memoria y á) si las palabras utilizadas en las

se recordaban de la lista de estudio. Se compararon los ensayos de estudio en los 'tulpabilid,

utilizaron las oalabras más adelante sin recordarlas (es decir, "ensayos dey los ensayos de estudio en los que se utilizaron las palabras más adelante

) , L

recordado (es decir, "ensayos de recuerdo") con los ensayos de estudio en los que

se utilizaron las palabras más adelante (es decir, "ensayos de olvido"). Losco

alistamiento implicaron una negatividad inicial (200-450 ms) proveniente de la col de urilidparietal; los ensayos de tecuerdo implicaron una positividad tardía (900-1200 ms)

veniente de la corteza frontal derecha. Tales datos PRE sugieren que el

la codificacíón tiene un efecto importante sobre el posterior desempeño de la asícomo de urción. Sería dificil obtener datos como éstos con algún otro método diferente del

excepción del MEG; véase adelante).Apesa

inocentes como mentirosas. ¿Podrían utilizarse los PRE para detectar el procesamie{lagnetoen.cognoscitivo de un conocimiento culpable (relacionado con el delito)?

En los componentes tardíos (P300, P400), la clasificación de estímulos Se püe{ag¡g¡...^-.^ '^ -^,--_-d-"_. , . " . , | ' -c latog

uucü Vel

alguna.

utilizar para detectar mentiras de una forma no fácil de m"tip"rrt. B. i" iá""" q"4;ü;:';;:"."3ba de detección de mentiras por conocimienlo culpable, se asume que el conoctmteu¡stíco evocado alde la escena del crimen (p. ej., el color del PaPel tapiz) se clasifica como releva erlapa de la organiz

utilizar para detectar mentiras de una forma no fácil de manipular. En la forma de

expcDetección de mentiras {t. ..r¿ ,runjíj

lnar l r . r - . ,^ , - - 'Otro ejemplo del uso de los PRE toma en cuenta la detección de mentiras. Se sabe ar$-ca -*'o"¿ r€

pliaménte que la prueba convencional de polígrafo (detector de mentiras)' 9ue se basl --" ¡rcurom?8

en un aumento en la excitación del sistema nervioso periférico, se puede falsear pC

varios medios; también es propensa a los falsos negativos, es decir, identifica a person¡

, ,¡ - -' 's wrPd'¡Iz

decir, conocido) más que como irrelevante (es decir, desconocido) A los sospecnoüra que primJro s,

Magnetoencefalograma (MEG)

)re-los

lla-

.lclI

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'mó:de

ttalt

r) siffit

,úes

ledefue-3nto

)sos

técnicas neuoimagenológicas.

cAPiTULo lo Neuroimagenologia 309

¿Existen algunos componentes delos PRE que son imposibles de con-trolar de manen consciente?

podrían presentar tres tipos de estímulos: c) palabras relacionadas con el crimende sonda); á) palabras no relacionadas con el crimen y desconocidas para el(estímulos irrelevantes), y c) palabras no relacionadas con el crimen, pero

para el sospechoso (estímulos blanco). La tarea del sospechoso sencillamenteen contar los estímulos blanco. La pregunta esencial es si el sospechoso catego-

los estímulos de sondeo (reactivos de conocimiento culpable) como irrelevante (in-

una falta de conocimiento) o como estímulos blanco (indicando conocimiento).se comparan los patrones de los PRE para estos tres tipos de estímulos a

de realiza¡ una inferencia de inocencia o culpabilidad. Aun si el sospechoso pudieralos patrones de estos PRE, sería dificil que 9l conocimiento culpable se pu-

clasificar como "irrelevante" porque los PRE suceden antes de que sean posibles laactiva y las reacciones cognoscitiv-as; en el mejor de los casos, el sospechoso

intentar distorsionar todas sus respuestas PRE (p ej , mediante la repetición deen secreto) para confundir los resultados, pero ¿qué razón tendría una perso-para intentar este tipo de engaño?

r.Se ha enconhado que P300 proporciona una buena medida (indirecta) de la memoria(es decir, reconocer un estímulo como algo que se ha presentado con

dentro del experimento o, por extensión, que se ha visto antes en la escenalo que proporciona una manera de diferenciar entre estímulos aprendidos

) y estímulos no aprendidos (desconocidos) (van Hoof, Brunia y Allen, 1996).es útil para detectar la amnesia simulada en pacientes con una psicopatía baja y

(Miller y Rosenfeld, 2004).:El componente N400 se evoca por palabras que completan oraciones de manera fal-Boaz y colaboradores (1991) examina¡on la utilidad del N400 para diferenciar en-aquellos que tenían conocimiento de un delito y aquellos que no. Los participantes

vieron una cinta de video en la que se representaba un robo (condiciónculpabilidad") o bien se velar escen:rs de la ciudad de Nueva York (condíción de

"). Después, leyeron frases relacionadas con el crimen que contaban con ter-verdaderas o falsas, pero ante las cuales no tenían que proporcionar res-

alguna. Los resultados mostraron que se clasificó correctamente a 78%o de loscomo culpables o inocentes. Los autores señalaron que los PR-E podrían

.','resultar de utilid¿d en procedimientos de detección de mentiras en la vida real (tambiénvéase Neshige e/ a/., 1991).p" üs investigaciones con EEG y PRE requieren de un alto nivel de competencia técni-€á, así como de una consider¿ble invenión económica en terminos de compra y gastos degperación. A pesar del hecho de que el EEG se desanolló hace mucho tiempo, se utilizaampliamente para estudiar el cerebro y tiene un importante papel que represenüar en lanvestigación experimental y en el diagnóstico clínico. Con cada vez mayor ftecuencia,se le está usando junto con técnicas de neuroimagenología más recientes para propor-cionar la elevada resolución tempor¿l que complemente la alta resolución espacial de las

)nta

)tescita

cseto")clas)trotdeEzÁpto-lef

ela-

ts(8

am-)asapor)naslnto

El magretoencefalograma (MEG) es una innovación tecnológica reciente que mide loscampos magnéticos producidos por la actividad eléctrica del cerebro. Al medir el camponagnético evocado al presentarse un estímulo sensorial específico, es posible deducirun mapa de la organización funcional del cerebro. Por ejemplo, podría presentarse unaFalabra que primero se dirigiría a la corteza üsual, después a la corteza ftontal para su

310 PARrE I Enfoques

¿Por qué ha habidotanto interés enla tecnología MEG?

FIGURA IO.4

llpica unidad d€ magnetoence-falografía (MEG). (Conesfa deNeuromag LTD,)

análisis y después a la corteza motora. El MEG detectaría estas etapas temporales deprocesamiento. Por tanto, la ventaja principal del MEG sobre el EEG es su capacida{

de producir un mapa funcional de la activación c€rebral; al igual que el EEG, pero a ¿¡-ferencia de otras técnicas de neuroimagenologia, el MEG cuenta con una impresiona¡¡4

resolución temporal (en términos de milisegundos). Así, se puede mapear la difusión ¡t6la activación a lo largo de la superficie del cerebro desde el primer momento de prese¡-tación del estímulo hasta la resouesta final.

En su mayoría, las fuentes del MEG son las conientes intracelulares (intraden&í-

ticas) que resultan de los potenciales possinápticos (véase el capítulo 4). La diferenciaprincipal es que, mientras que la cabeza es cas¡ transparente en el caso de los camposmagnéticos, las mediciones de EEG se ven influidas por factores tales como las varia-ciones en las resistencias del cráneo. Es por esta razón que el MEG es una técnica tatrsensible.

La tecnología que subyace al MEG es compleja y el equipo es muy costoso. En lafigura 10.4 se muestra una unidad de magnetoencefalografia. Las espiras posicionadas

sobre la cabeza del sujeto se deben albergar en una habitación aislada; las espiras sebañan en helio líquido para alcanzar temperaturas de superconducción de -269'C (estopermite que el campo magnético del cerebro induzca una corriente en las espiras,lo quesu vez induce un campo magnético en un dispositivo especial llamado dispositivo super:conductor de interferencia cuántica [SQUID: Superconducting & QuantumDevice]; Cohen, 1972). Incluso un solo cuanto de energía magnética es suficienteinducir una corriente mensurable en las espiras, haciendo que éste sea el instrumentosensible conocido por el hombre. El sistema contiene 37 QUIDS o canales de regi

que permiten la determinación de la distribución espacial del campo magnético' lalución temporal del MEG es impactante a I ms y su resolución espacial es de I mm.

El MEG es de especial utilidad para generar imágenes funcionales del cerebro

do se sosnecha de un trastomo cerebral sin que exista evidencia de anormalidadmica alguna. Para propósitos de neurocirugía, el MEG se utiliza para realizar un mapalas cortezas somatosensoriales y motoras (esto es necesario a fin de minimizar el

los sistemas sensorial y motor). También se puede utilizar para detectar la activaciónlas estructuras subcorticales, aunque la resolución del MEG disminuye a medidafi:ente de la señal magnética se encuentra a mayor profundidad dentro del cerebro.

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En-rtó-rdeloardeel¿

aplicación de las imágenes del cerebro al estudio de procesos normales y anormales

revolucionado la investigación en el campo de la psicologla biológica. Las técnicas

n€uroimagenología les permiten a los investigadores identificar estructura y funciónla manera en oue ambas covarían de acuerdo con las diferencias en genética,

emoción, cognición y estado psiquiátrico. Es importante señalar que tam-proporcionan una técnica podemsa con la cual estudiar los efectos de las manipu-

€xperimentales.La neuroimagenologla se divide en dos áreas principales: a) imagenología anatómi-

y b) imagenología funcional. La imagenología anatómica (también llamada análisiso volumétrico) se oanpa de la medición de: 1) el tamaño total del cerebro, y

regiones/localizaciones específicas dento del cerebro. A partir de esto, las estructu-se pueden correlacionar con el desempeño psicológico (p. ej., inteligencia general y

total d€l cerebro). En entomos clínicos, la imagenología anatómica se utilizadetectar anormalidades (p. ej., tumores), En contraste, la imagenología funcional

ocupa de la medición de la activación cerebral durante el desempeño de alguna tarea

; este tipo de neuroimagenología es la que más interés tiene para los bio-Un buen resumen general de la neuroimagenología se puede encontrar en

y Chitnis (2000; el libro discute la neuroimagenología en el contexto del estudiode la esquizofrenia).

Se presentan los tres tipos principales de neuroimagenologla en orden de su desarro-a) tomografía mial computarizada (TAC), b) tonograJía por emisión de positrones

y c) imágenes por resonancia magnélica (IRII[).las neuroimágenes se componen de pixeles y voxeles. Las imágenes se componen

pequeños cuad¡itos denominados "pixeles" (elementos de imagen), cada uno de lostoma una escala de 1 (negro) a 256 (blanco). Cada pixel representa cerca de I mm

tejido cerebral por cada lado. El grosor de cada imagen ftecuentemente es de 3 a 5pm, con lo que se crea un elemento aidimensional de volufien o "voxel", que tiene la

forma de una caja de zapatos.

La tomografia axial computarizada (TAC; tome es la palabra griega para rebanada) sebasa en la bien conocida radiografia. En la figura 10.5 se muestr¿ un apar¿to de tomo-grafia. Una vez que se coloca la cabeza en el aparato, se dispara un haz de rayos X ahavés del cerebro. A medida que estos haces salen del cerebro, se ven obstaculiz4dosa causa de que el cerebro contiene tejido vivo denso. El tejido muy denso, como el hueso,bloquea los rayos X; la materia gris y el líquido cefalonaquídeo bloquean muchos menosr¿yos X. La obstaculización o atenuación del paso de los rayos X es lo que proporcionala imagen fi.nal. Los rayos X pierden algo de su energla a causa de su interacción conlos elecftones, y el grado de atenuación de la energía depende tanto de la densidad de loselechones denho dél tejido como de la densidad real del tejído mismo. La TAC propor-ciona un contraste relativamente deficiente de la materia blanca (fibras nerviosas) y gris(núcleos celulares); a fin de mejorar el contraste, s€ inyecüa yodo en el torrente sanguíneo(éste absorbe r¡na mayor cantidad de rayos X), lo que resulta especialmente útil paraconFastar los vasos sanguíneos y el tejido cerebral circundante (p. ej., en la angiografiaTAC, que se utiliza para medir el rompimiento de los vasos sangulneos).

312 PARTE tt Enfoques

FIGURA TO.5

Equipo de TAC e ¡mágenes delcerebro. (Fotografía @ Chr¡s Priest/ Sc¡ence Photo library.)

o.P6{¡(

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Lafesme

rcbaus'€u I

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Existen programas de computo (algorihnos) que miden la densidad de la señaltrada por los sensores y que calculan el grado de atenuación de cada voxel (es decir,de volumen) para formar las imágenes tomogÉficas del cerebro. La TAC seampliarnente disponible y es útil para distinguir el grado de líquido cefalorraquldeo ytejido cerebral, lo que denuestra el tamaño de los ventrículos y surcos centrales. Sinbargo, sus desventajas inclnyen el uso de rayos X y, por lo tanto, exposición aes fiecuente que sea necesario utilizar un material de contraste (p. ej., yodo), y eltemporal y la materia gris subcortical son dificiles de plasmar en imágenes.

El uso de la TAC se emoezó a utilizar amoliamente en la década de 1970. Separa excluir enfermedades estsucturales en pacientes que presentan un posiblepsiquiático (p. ej., confirsión, psicosis y dernencia). Sin embargo, en el campo de [atigación, la TAC se ha desechado en favor de otras formas de neu¡oimagenología (la IRM; véase adelante), que proporcionan mucho más detalle y resolución espacial.

Latomognfia por emisión de positrones (TEP) no mide el volumen de las eshucturasrebrales; mide la activid¿d metabólica y el flujo de sangre del cerebro, así como ladad y ñmción de los receptores de neurotransmisores. En Ia TEP, la actividadcerebral se mide a tr¿vés de la metabolización de la glucosa (la glucosa proporcionaenergía que el cerebro necesita durante el procesamiento) contenida en el flujocerebral regional (FSCr).

La TEP utiliza una sustancia radiactiva que se vincula va sea a una sustancianormal (p. ej., glucosa) o a algún fármaco (en el caso de estudios de enlaces detores). Cuando se le clasifica con un químico emisor de positrones se le conocemarc¿dor radiactivo. Este marcador se inyecta en el torrente sanguíneo, do¡de crunbarrera hematoencefiílica y circula dentro de la vasculatura cerebral (sistemadel cerebro). A medida que se degrada, el marcador emite positrones, que interactrianlos electrones circundantes para produci¡ dos fotones de rayos gamma. El equipo

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aláüanatrfi¡ncduracuenta con una serie de sensores que rodean la cabeza y que deteclan estas

cAPfTuLo l0 Neuroimagenologla 313

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que se regisha como señal es la llegada simultánea de dos fotones a sensoresy ésúos p€rmiten la localización de las emisiones, ya qulla reacción debe haber€n línea entre los dos sensores. Una reconstrucción comout¡¡izada orovee la

tomográfica de la distribución del ma¡cador. El equipo en sl es muy parecido alde IRM (véase adela:rte), pero su funcionamiento es completamente distinto.

de la TEP es su capacidad de cuantificar los receptores de neu¡otransmiso.y visualizar los sitios de acción de los fármacos, además de que la medición de la

de la glucosa cerebral y el flujo sanguíneo cerebral regional se puedenpara estudiar la actividad del cerebro en reposo o pan mapear la activación c€-

durant€ tareas cognoscitivas y motoras. Si consideramos las desventajas, utilizaradiactivas, por lo que la exposición a la radiación es un factor importante en

a largo plazo.TEP ha resultado enomiemente ritil en la oomprensión de la química del cerebroinvestigación de los efectos de distintos fármacos sobre la química cerebral. En el

'de fármacos, una TEP implica la inyección de un marcador radiactivo que tiene unaafinidad y especificidad para el receptor bajo estudio (p. ej., dopamina). A medi-

el marcador üaja a lo largo del cerebro, se enlaza con sus receptores afines. Lasde la sustancia radiactiva (ligando) a lo largo del tiempo se pueden medir y

para dar una indicación de dónde se esüí enlazando la sustancia y con qué fuer-De manera altemativ4 €sta tecnica se puede utilizar para estudiar el sitio de acción

f¡irmacos. Si a un individuo se le administra un rnedicamento que selectivamentelos receptores de la dopamina D, y después se le realiza una TEP con racloprida

ligando del receptor Dr), entonces el individuo mosF¿rá una reducción de enlacesügando, ya que algunos de los receptores D, ya estarán ocupados por el fármaco. Latiene una resolución esoacial de 3.5 mm.

'La glucosa es la fuente principal de energla para las neuronas. Un metabolismo anor-de la glucosa indica una patología subyacente que se puede detectar. El metabolis-regional de la glucosa se puede analizar por medio de la TEP durante un estado de

o bien durante la realización de alguna tarea cognoscitiva, mediante la monitori-zación de las emisiones del marc¿dor a medida que se metaboliza. Se generan imágenesprocoeadas por computadora que utilizan colores para indicar el grado de metabolizaciónde la glucosa.

L¿ TEP es conveniente para la evaluación de la dishibución de receptores en el ce-rebro y para la medición del flujo sanguíneo cereb¡al dur¿nte evaluaciones neuropsico-lógicas. Asl tanbién, cs posible realizar una localización anatómica mejorada de la acti-vidad cerebral superponiendo la información obtenida mediante una TEP sobre las IRM.Las desventajas incluyen una resolución espacial y temporal baja cuando se le comparacon la IRM además del uso de susta¡cias radiactivas, que limitan las exploracionesreDetidas.

magen de Éesonancia magnét¡ca (lRM)

La imagen de resonancia magnética (IRM) es una tecnica de punta para la exploraciónanatómica y funcional. Ha abierto toda una nueva mane¡a de esh¡dia¡ las estructuras yfi¡nciones cerebrales y, de manera específica, nos permite ver la actlvación del cerebrodurante la realización de tareas mentales, incluyendo pensamientos, sentimientos, juicios,

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314 PARTE tt Enfoques

F¡GURA TO.6

Equipo de resonancia magnét¡ca eimagen del cerebro. (Fotografía @Geoff Tompk¡nson/5c¡ence PhotoL¡br¿ry.)

decisiones, etc. Primero se discuti¡á la IRM anatómica antes de analiza¡ sus capacidadesfuncionales.

La imagen de resonancia magnética se introdujo a mediados de la década de 1980.Su popularidad se debe a su poder imagenológico y a su naturaleza no invasiva; ns ha,necesidad de inyectar marcadores radiactivos en el tor¡ente sanguíneo 1y lot.umposmagnéticos no tienen riesgos conocidos). A inicios de la década de 1990, alca¡á sumáximo potencial en la evaluación de la relación entre estructura y función. El equipoIRM es costoso de adquirir y oper¿ , pero ahora se encuentra ampliamente disponibleen la práctica clínicay para la investigación de punta en neurociencias. Se muestra un¿habitación de resonancia magnética en la figura 10.6.

Elementos básicos de la IRM

En términos segcillos, el cuerpo contiene átomos de hidrógeno (protones) que actuaacomo pequeños, imanes, cada uno con un pequeño campo magnético bipolar (polos nor,te y sur). El equipo de resonancia magnética consiste en un imán poderoso. Cuando lacabeza se coloca dentro de este imán, los protones se alinean con el eje del imán, todosen la misma dirección. La resonancia magnética funciona descargando una onda de ndiofrecuencia (RF) hacia estos átomos: esto ocasiona oue los átomos emDlecen ay, a medida que regresan a su orientación norte-sur dentro del campo magnético,ondas de radio que se pueden detectar. El truco es que en cada tejido diferente dellos átomos rot¿n a diferentes velocidades, de modo que cada tejido se puedeen el equipo y añadirse a la representación general para construir la imagen final.

La teñál de la RM se puede localizar para pii:ducir imágenes de cortes delpor medio de la aplicación de un pulso de ¡adiof¡ecuencia que sólo excite a losde u¡a-sola sección. En-la actualiclad es posible otlener cortes de 1 mm de ladel corebro.

Las ventajas de la resonancia magnética son una excelente resolución espacialnermite la visualización de estructuras en la orofundidad del cerebro oue no soncon ofas técnicas. Las limitaciones incluven la naturaleza enclaustrada del escáner y

ruido que produce, lo que puede inducir sensaciones de claustrofobia en algunosduos. El costo del equipo es elevado, como también lo son los costos de operación-

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cAPfTULo l0 Neuroimagenologfa 315

a la TEP en cuanto a que oftece la oportunidad de mapear funciones cognosci-un grado newoanatómico exhemadamente preciso, lo que ayuda a identificar las

y redes funcionales de los procesos normales asl como de los patológicos.volumétrica basada en IRM es una tecnología bien establecida con un rango enor-aplicaciones potenciales para la medicina y las neurociencias humanas (la firnda-

y aplicaciones de esta tecnología se describen en Cavines s et al ., 1999). Comotdc una IRM anatómica, considere un estudio que se llevó a cabo para localizar

de los movimientos oculares sacádicos (véase el capítulo 9). Se realizó unade 1 7 pacientes utilizando imagen de resonancia rnagnética y posteriomente

las ímágenes en cuanto a ciertas regiones de inlerés (RDI).3 Se examina-áreas prefrontales y premotor¿s, el tálamo y el vermis del cerebelo, además de

midió el volumen total del cerebro. Se evaluó el movimiento ocular en diferentestemporales. Posteriormente, se correlacionaron el desempeño en la tarea sacádica

de estas áreas (en el modelo de regresión se controló el volumen total delporque el tamaño de una región específica se correl¿ciona parcialmente con eltotal del cercbrQ. Sólo se encontró una asociación significativa con el desempe-

el vermis cerebelar (Ettinger et a1.,2002). Aunque este resultado es consis-con el papel del cerebelo en el movimiento motor fino (véase el capítulo 5), existenexplicaciones para este hallazgo: las diferencias de tamaño podrían relacionarse

la glía, con las neuronas o con las conexiones neurales. Las correlaciones tamafo-no necesa¡iament€ implican que la región identificada es el principal lugar de losdel desempeño. Por esta razón, se requiere de la IRM funcional para moskar las

que muestr'¿n activación durante la.realización de una tarea psicológica.

de ¡esonancia magnética funcional (lRMf)

Bsicología biológica ha pasado por una revolución en los últimos 10 años en el usola resonancia magnética para explorar proces.os psicológicos en marcha denho delebro. Ahora, examinemos la imagen de resonancia magnética funcional (IRMf).Sin duda, la imagen de resonancia magnética funcional es uno de los avances más im-

en la neurociencia psicológica y psiquiákica. Con una resolución espacial exce-Iente de hasta I rim y una rcsolución temporal de un segundo o menos, es muy supenor alá TEP en cuanto a neuroimagenología fi¡ncional. Puede mapear funciones cognoscitivasielacionándolas con estruchras neuroanatómicas muy precisas, lo que ayuda a identificarlL rehciones estructura-función normales, así como las relaciones eshuctura-funciónanormales en la psicopatologla. Buxton (2002) proporciona una buena introducción.

P¡ocesos neu¡ofisiológicos de la IRM

¿Qué procesos neurofisiológicos dan lugar a la señal IRM? En otras patabras, ¿qué es loque mide la IRM?

La IRMf detecta regiones de actividad neuronal por medio del monitoreo de lositiveles de oxigenación sanguínea: la imagenplogía dependiente del nivel de oxigena-ción sanguínea @NOS) es la forma más común de resonancia magnética funcional.Esta técnica depende de la suposición de que a medida que aumenta la actividad neural,también lo hace el dujo de sangre oxigenada a esa región en particular. Debido a que lairrigación de sangre oxigenada sobrepasa la demanda de oxígeno, es posible detectar elexceso en la cantidad de sangre oxige*rda en comparación con la sangre desoxigena-da. El cambio resultante en la proporción entre desoxihemoglobina y oxihemoglobinaocasiona el aumento que se obsewa en la señal de resonancia magnética: esto funcionacomo marcador indirecto de la activación y, por lo tanto, de la función. La señal se mapea

3ló PARTE I Enfooues

sobre la exploracón anatómica del sujeto. Los datos se pueden combinar entre sujetospara proporcionarlmágenes promc,liadas por grupo que se mapean sobre coorden^ad¡gneurológicas estándar

Como se señaló antes, cuando se colocan dentro de un poderoso campo magnético.los átomos de hidrógeno se alinean con dicho campo y cuando se aplica un pulso ¿sradiofrecuencia (RF), esta alineación se altera. Después de que se elimina el pulso, l¡gátomos regresan a su posición original. El tiempo que los átomos toman pam regresar aesta posición inicial se ve afectado por el tipo de tejido circundante y por las propiedadesmagnéticas del mismo: es esta diferencia de tiempo (denominada tiempo de relajación)la que permite que se capturen las imágenes de las propiedades diferenciales del tejidsEste efecto se puede relaciona¡ con la oxigenación de la sangre en el caso de la IRM¡ .

La activación de un á¡ea específ,ca del cerebro se acompaña de un aumento enflujo sanguíneo. La sangre oxigenada y la no oxigenada tienen propiedadesdiferentes, de modo que la sangre oxigenada en las áreas activas conduce atiempos de relajación, lo que produce señales más poderosas de tales regionesLa señal es dependiente de los cambios en niveles de oxigenación sanguínea: éste esefecto DNOS.4

Diseños de investigación

La mayoía de los estudios IRMf utilizan un diseño de investigación de bloquescomprende el uso de bloques altemantes (p- ej., una serie de los mismos ensayos)condiciones expeiimentales. Por ejemplo, es posible que el investigador estéen localizar las áreas ce¡ebrales que participan en el procesamiento emocional.presentar bloques de tres tipos de caras: a) caras o.ue expresan temor; ó) caras quepresan desagrado, y c) caras neutrales. Si obsewam los patrones de activación paratipo de estírnulo er forma separada, sencillamente estaría obsewando Ia activacióndel cerebro; tanto Ia ¡elacionada con cada expresión facial específica, así como lacionada con todo lo demás que estuviese sucediendo dentro del cerebro: esto no seríalo más informativo. La IRMf utiliza un método sustraclivo: se asume oue ladurante todas las exoloraciones es idéntica aparte de aquellas áreas implicadas enexperiencia emocional específica. Según esta lógica sustractiva, si restan a) laante la cara atemorizada de la activación ante las caras neutrales y, por otro [ado, ó)activación ante las caras de desagrado de la activación ante las caras neutrales,con la activación específica ante el temor y el desagrado, respectivamente.

Utilizando una técnica sustractiva de diseño de bloques, la percepciónlas caras atemorizadas (vs. las caras neutrales), presentadas a un nivel de concienciava, provocó la activación dela amígdala (que se sabe estri implicada en eldel temor; LeDoux,2000); la percepción consciente de la expresión facial de(vs. el control) activó una región cerebral distinta, conocida como ínsula (Phillips et1997,1998a, b). Este patrón de efectos se conoce como disocíación doble.

Como se discutió en el caoítulo 8. se obsewa una dlsociación doble cuando sedemostrar que la activación de la región cerebral X, se relaciona sólo con la funcióny que la activación del área cerebral X, se relaciona únicamente con la función Y2no se relaciona con Y ry X2 no se asocia con Y,). Dado este patrón de efectos, setener una confianza razonable en la afirmación de que esto no refleja un efectozado en el que X, y X2 están activando Y, a Y, o a algún otro elemento (p. ej.,de la tarea); estas posibilidades no se podrían descontar con luna disociacióndonde un área X se relaciona con la funciónA, pero ni la B (no sería posible concluirla función B esÍl mediada por otra área cerebral).

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desarrollo en la IRM| es laIRMf relacionada con eventos, que implica la meü-

del carnbio de la señal (activación) que resulta a palir de un ensayo o presentaciónúnico (en lt:,gar de un promedio a partir de un bloque de ensayos); esto da

¿ diseños experimentales mucho más sensibles. Con los desanollos tecnológicosse espefa que la IRMf logre tener resoluciones temporales mayores, realizando

en milisegundos más que en segundos. Una vez que esto se haya logrado, lay la electrofisiologla (EEG y MEG) se podrán combinar para crear

sola herr¿mienta de investigación, aunque es posible que se sigan utilizando estaspor separado por razones de conveniencia y costo.

y desventajas de Ia IRMf

de resonancia magnética fi¡ncional es no invasiva y segu:u por lo general,del uso de radiactividad (aunque en ocasiones sí es necesaria a fin de inten-

la resolución espacial) y utiliza la propia respuesta hemodinámica del cerebro aneural como marcador endógeno. Siendo esto asl, las exploraciones repe-

Do representan ur problema. La descripción de la neuroanatornla funcional de lospsicológicos ofiece un marco para investigar los efectos de los tratamientos

se pueden medir los cambios en función antes y después del tratamiento

; esto resulta de especial importancia para la psiquiaüfa, ya que se puedela activación cerebral en padecimientos tales como la esquizoftenia en pacientes

para garantizar que estan recibiendo la terapia farmacológica óptima parapadecimiento específico. Otra implicación clínica es que la exploración longitudinal

fnite que se midan los cambios en función cerebral a lo largo del tiempo: esto ofrecevital acerca del progreso de enfermedades neurológicas e indica el camino

realizar intervenciones terapéuticas novedosas.En la práctica clínica, la IRMf se utiliza paru localizar f'tnciones cerebrales en pa-

que padecen de hrmores o epilepsia y que son candidatos a cirugía. Es importanteque la extirpación del h¡mor no ocasione deficiencias posoperatorias; la IRMf

que se lleve a cabo un mapeo de funciones cognoscitivas y motor¿s a fin de iden-ficar las regiones que deben evitarse y las funciones que posiblemente estén €n riesgocausa de la cirugla.5 Por lo general, antes de que se somet¿n a cirugía por epilepsia,

'se examina a los pacientes a fin de deiermina¡ el hemisferio dorninante para el lenguaje;antes,. esto se lograba anestesiando cada hemisferio por separado y realizando pruebasneurofisiológicas (como se discutió en el capítulo 3, Wilder Penfreld llevó a cabo pro-'cedimientos a cerebro abierto para estimular regiones coficales y así activa¡ funcionessensoriales, rnotoras y cognoscitivas).

Espectroscopia por resonancia magnética (ERM)

La espectroscopia por resonancia magnética (ERM) se utiliza para el estudio de la neu-roquímica. Mienhas que la TEP proporciona información acerca de los receptores deneurohansmisores, la ERM proporciona inforrnación acerca de los metabolitos de unavariedad de sustancias que se encuenhan involucradas en los procesos bioquímicos bá-sicos (se puede utilizar para estudiar aminoácidos, neurotransmisores y sus metabolitos,y compuestos implibados en los procesos energéticos del cerebro; también se utilizapara el estudio del metabolismo de la membrana neuronal y es de especial utilidad en lafarmacocinética y farmacodinámica de distintas drogas).

Es posible estudiar la neuroquimica porque la señal emitida durante la relajaciónofrece un especho que exhibe la intensidad de distintas entidades químicas y el cambioen fiecuencia resonante ----€n pa¡tes por millón (ppmf. El anbiente químico afecta las

cAPiTULo 10 Neuroimagenologfa 317

¿Cómo es que bs técn¡cas de Íe-sonancia magnética han abiertocampos totalmente nuevos de in-vest¡gac¡ón?

318 PARTE tt Enfooues

señales emitidas, permitiendo, de esta manera, la construcción de un especho por ENr,,l(es decír, una alteración química).

Cada técnica electrofisiológica y neuroimagenológica ofrece discernimientos unicosacerca del cerebro y cada una cuenta con fortalezas y debilidades. La principal venhjade la electrofisiología (PRE) es la impactante resolución temporal de la respuesta, detec-tando reacciones a estímulos en un rango de milisegundos; la desventaja principal es l¿deficiente resolución espacial y la duda en cuanto a la fuente de generación de las señaleseléchicas (p. ej., es posible que algunas de las señales se generen a cierta distancia del si-tio de colocación del electrodo; a éstos se les denominapotenciales de campo lejano); elEEG toma un camino enredado entre el área activada de la corteza y el electrodo coloca.do sobre el cuero cabelludo. El MEG también tiene una impactante resolución temporaly una buena resolución espacial. Sin embargo, ninguno de estos métodos electrofisioló-gicos se acerca a la resonancia magnética en cuanto a resolución y claridad espacial, peroen este caso la desventaia es la deficiente resolución temporal (cuad¡o 10.1).

En la actualidad, se está haciendo evidente que el progreso en las neurociencias hu:manas se verá auxiliado por la combinación de las técnicas PRE, MEG e IRM, cadade las cuales oftece ventajas que neutralizan las desventajas de los otros métodos.

I¡ IRMf ha sido especialmente influyente en la investigación del cerebro,mentando a los enfooues anterio¡es oara establecer las relacionespaficularmente: a) estudios posmórtem de la interconexión entre diversas áreasles; á) extrapolación de la anatomía funcional de primates (estudios de lesiones); c)perimentos sobre la superficie cofical expuesta dur¿nte neurocirugías y d) evidenciadéficit funcionates específicos en pacientes con daño cerebral. Ninguna de estas técniproporciona datos funcionales incontrovertibles.

No obstante, tanto la resonancia magnética funcional como la TEP adolecen deblemas: ninzuna de ambas técnicas ofrece una medición de la actividad cortical

Cu¡dro 10.1 Principales ventajas y desyentajas de las técnicas EEG/PRE y neuroimagenológicas

Técnic¡ V€trt¡j¡s DesYentajas

EEG/PRE

at l

s€

P-or úldoyu

TAC

TEP

IRM

Excelente resolución temporal;relativameute económico;sensible a sofisticadas manipulacionesexperimentales;amplias aplicaciones prácticas

G). ej., detección de mentilas).

Excelente resoluciótr temporal;excelelúe localización cofical.

Amplia disponibilidad;comparativamente económica,

Sensible a la actividad bioquímica(tuncional).

Buen detalle espacial;inágeoes funcionales.

Resolución espacial defi ciente;deñciencias en la localización de la fuente;incertidumbre en cuanto al significado precisode los componentes.

Localización subcortical defi ciente;costoso.

Imágenes poco nítidas.

Mala resolución temporal y espacial;requiere de la inyección de un ma¡cadorradiactivo.

Defr ciente resolución temponl;ambiente ruidoso y claust¡ofóbico.

Espe<

la ima

PVIí¡ nque sulmedicila capa,tfas delregionade oxígglobinap€ctrostr¿nsparnm). Elte¡nicasc¡n limtespacialdeben nextema

UItras<

La ulha¡para evaes econósensorescortical (obant,2Cde 36 paoracionestonos deSuentes ique infonde la UD

de técnicas electrofisiológicasneuro¡magenológicas

con proc€sos metabóücos que'se asume se correlacionan de manera elevadafirncional) y dependen de técnicas de sustracción (si la condición control

de manera orecisa. la actiüdad cerebr¿l residual restante desoués delde sustracción careceni de una clar¿ explicación). En la TEI la proporción de

es tan mala que es necesario realizar promedios a partir de un gran número(ignorando la variación estructural significativa que existe entre las per-

. Sin embargo, dada la relativa novedad de estas técnicas, es probable que dichasse superen rápidamente al avanzar nuestros conocimientos de la ciencia del

y de la tecnologla neuroimagenológica.

técnicas de imagenología cerebral

CAPÍTULO IO Neuroimagenologla 319

¿El poder de la resonancia magnéti-cafuncionalha supendo a las demástécnicas neuro¡maoenolóoicas?C0s

nrajdetec-es lañalesel si-r); elloca.poral,ioló-per0

s hu-r una

€xisten otr¿s tecnologias de imagenología cerebral que se est¡in desarrollan-para propósitos de investigación y que se sintetizan adelante.

por infrcrrcio cercano funcional (EICf)

óotica del cerebro utiliza una técnica infrarroia de manera no invasivalos cambios hemodinámicos (es decir, oxigenación y volumen sangulneo)durant€ tareas cognoscitivas (Villringer y Dirnagl, 1997). Se restringe a la

de la actividad cortical -por lo general, de la corteza prefrontal- y no tienepara proporcionar imágenes funcionales de la actividad de ráreas más profun-

cerebro. Durante el aumento en la actividad cerebral, el flujo sanguíneo cerebral(FSCR) se eleva y este flujo sanguíneo, que excede la elevación del consumo

conduce a un incremento en la oxigenación de la hemoglobina. La hemo-oxigenada y la desoxigenada tienen propiedades ópticas características en los es-de luz visible e infranojo cercano. De hecho, el tejido cerebral es relativamente

a la luz en el rango infrarrojo cercano (ésta es la ventana óptica;700 a 9Q0p¡o-naria ¡ Blequipo consiste en fuentes luminosas y detectores de luz y, a diferencia de otras

de neuroimagenología, es portátil. Por lo tanto, se puede utilizar en ambientesde espacio (p. ej., a:nbientes con gra.vedad alterada, centrífugas, naves

y estaciones espaciales) y tiene aplicaciones militares en los casos en que serealiza¡ evaluaciones del desempeño cognoscitivo bajo condiciones ambientales

(p. ej., pilotos de guerra en acción).

Doppler transcraneal funcional (U DTCf)

La ulhasonografia Doppler transcraneal firncional utiliza el sonido, en lugar de la luz,para evaluar la actividad funcional de la corteza: A pesar de que no es invasiva y de queé! económica" esta técnica sufte de uná mala resolución espacial. Se coloca una tira desensores sobre la corteza fiontal y se miden las propiedades sonoras de la activaciónOortical (velocidad del flujo sanguíneo). En un estudio (Vingerhoets, Berckmoes y Stro-obant, 2003), se midió la velocidad del flujo sanguíneo (VFS) en las arterias cerebralesde 36 paficipantes diestros que escuchaban grabaciones de actores que pronunciabanoraciones con significados felices, tristes, enojados, temerosos y neutrafes, utilizandotonos de voz que fueran neutrales o emotivos (os tonos emocionáles podían ser con-Sruentes o incongruentes con el significado de las oraciones). Se pidió a los participanüesque informaran ya fuera del significado de la oración o bien del tono de voz. Por mediode la UDTCf, se encontró'que el hemisferio izquierdo present¿ba la misma activación

riple-ción,?ula-) ex.ia denlcas

320 pAnTE lt entooues

En princ¡p¡o, ¿qué otras técnicasneuro¡magenológicas podrían de-sarrollarse?

cuando los participantes atendían al tono o al significado (el "qué" de la emoción);embargo, el hemisferio derecho se activaba más cuando prestaban atención al tonovoz (el "cómo" de la emoción). Este estudio sugiere que el hemisferio derecho es ¡6¡importante en el procesamiento del tono emocional, mientras que el hemisferiodo es más importante en la evaluación del significado emocional (semántica).

Cada una de ias técnicas neuroimagenológicas estudiadas tiene sus propiasdesventajas. El viejo caball ito de batalla de Ia neuroimagenología, laaún se utiliza extensamente en la actualidad y ofrece una resolución temporal queno pueden igualar las técnicas más novedosas (p. ej., IRM); el desarrollo dede análisis más sofisticados ha ayudado en la interpretación de datos provenientesEEG/PRE (p. ej., el "análisis de fuente" de las áreas cerebrales que generan lasles). Cada vez más se están utilizando técnicas distintas en conjunto parade sus fortalezas mutuas (p. ej., EEG/PRE e IRM). Sin embargo, una obse¡vaciónda mucho qué pensar acerca de todas las técnicas de neuroimagenología se refieresu naturaleza esencialmente correlativa: dependen de la asociación de un cambioel funcionamiento del cerebro (p. ej., una señal DNOS) con algún evento psi(p. ej., el procesamiento de caras emotivas), Aunque los diseños de investigaciónexperimentales -por ejemplo, se pueden presentar distintos tipos de carasya sea en bloques o de manera individual- lo que se está observando son losasociados en actividad cerebral. En contraste. las técnicas utilizadas en lay l!.psicofarmacología permiten una manipulación directa del cerebro, donde semedir los efectos del procesamiento ce¡ebral. Además de lo anterior, los problemasresolución espacial y temporal -así como algunas cuestiones restantes en cuanto aprocesos neuronales exactos que se están midiendo y la fuente de que provienen-atemperar nuestro entusiasmo por estas técnicas. Cuando primero se introdujo, habíavadas expectativas de lo que lograría la neuroimagenología funcional; sin embargo,actualidad existe un ciefo desencanto porque no ha resultado posible realizar uncomplejo e inequívoco región a función (Fletcher, 2004). No obstante, laprogresa al mismo ritmo que se refinan estas técnicas, muchas de las cuales (enla resonancia magnética funcional) ya han transformado a la psicología biológicade la década de 1980. Sin duda, las innovaciones tecnológicas futu¡as abriránoportunidades de investigación y expandirán nuestro conocimiento acerca de lasneurales de los procesos psicológicos.

¿Por qué han resultado ta¡ útiles el EEG y los PRE en el estudio de lospsico[ógicos?

¿Por qué no existe un solo método neuroimagenológico que preñeraninvestigadores?

¿Cuáles son los fines de la imagenología funcional y en qué difiere lación que proporciona de la imagenología estructural? ,