SUSTANCIA BLANCA E IMAGEN DE TENSOR DE DIFUSIÓN (DTI)

Sustancia blanca e imagen de tensor de difusión

Durante mucho tiempo olvidada para la neurociencia cognitiva, la sustancia blanca (SB) toma hoy día gran relevancia en la organización y funcionamiento cerebral debido al auge del paradigma reticular en neurociencia cognitiva. Según este paradigma, el cerebro no está formado por estructuras modulares que funcionan de forma aislada sino por redes neuronales distribuidas que conectan diferentes regiones y las integran en redes funcionales amplias. Además, cada día vamos sabiendo más acerca de la SB cerebral y comprendiendo que su integridad y correcto funcionamiento es indispensable para el normal desarrollo de funciones cognitivas como la atención, la memoria, las habilidades visuoconstructivas y visuoespaciales, las funciones ejecutivas, o el lenguaje, en definitiva, para cualquier proceso cognitivo.

Pero su papel difiere del de la sustancia gris. A diferencia de esta, la SB no interviene directamente en el proceso cognitivo en sí, sino que desempeña su función haciendo posible que las distintas regiones cerebrales implicadas en la cognición se mantengan conectadas y que la información fluya a una velocidad adecuada. Luego, participa en dos características funcionales y estructurales básicas del cerebro, la interconexión y la velocidad. Viene a ser el cableado de la máquina cerebral. Por esto, las alteraciones de la sustancia blanca pueden ocasionar variaciones en la capacidad cognitiva. Estas alteraciones pueden deberse al deterioro propio y normal de la edad o a cualquier patología que afecte al cerebro como Ictus, tumores, enfermedades neurodegenerativas, etc…, aunque quizás, por la propia naturaleza de la patología, la Esclerosis Múltiple y la Lesión Axonal Difusa sean de las más prototípicas en relación a las alteraciones de la SB.

Este conocimiento sobre de la SB ha hecho posible que conozcamos más claramente el funcionamiento cerebral. Para verlo más claramente pondré un ejemplo empleando la heminegligencia espacial, una consecuencia frecuente de lesiones vasculares de la unión temporoparietal del hemisferio derecho. En un estudio con pacientes con ictus hemisférico derecho, se encontró que no sólo es necesaria la afectación cortical parietal, sino también un daño del fascículo frontooccipital inferior que conecta el córtex prefrontal ventrolateral y el orbitofrontal con el lóbulo occipital para que se produzca la heminegligencia. O por ejemplo, se ha estudiado el papel de la sustancia blanca que conecta las áreas corticales temporales y frontales implicadas en la memoria declarativa, y se ha observado que el rendimiento en memoria verbal se relaciona con la integridad de la sustancia blanca del fascículo uncinado izquierdo, parietal y cerebelar; y el desempeño en las tareas de memoria visual con la de las regiones blancas parietales y temporales.

Gran parte del avance en el conocimiento de la conectividad cerebral y de su funcionamiento en redes neuronales distribuidas, ha venido de la mano de la neuroimagen y más concretamente, del desarrollo de técnicas de Tractografía como las Imágenes de Tensor de Difusión por Resonancia Magnética (DTI). Utilizando esta técnica se están haciendo grandes aportes al estudio de la estructura y funcionalidad de la SB.

El DTI permiten evaluar dos parámetros: anisotropía fraccional (FA), que mide la dirección de la difusión y detecta lesiones de la sustancia blanca, y difusividad media, que mide la extensión de la difusión y es sensible para detectar daño ultraestructural de la sustancia blanca. A grandes rasgos, el DTI mide la anisotropía de las moléculas de agua en los tejidos, es decir, el desplazamiento de dichas moléculas en el interior de los tejidos. En el caso del cerebro, la dirección del movimiento viene determinada por el sentido en que se agrupan las fibras de SB. “La anisotropía es la propiedad del tejido cerebral normal que depende de la direccionalidad de las moléculas del agua y de la integridad de las fibras de sustancia blanca permite obtener imágenes de los tractos y fibras nerviosas ayudando a crear mapas de conectividad”. Esto dicho de otro modo, quiere decir que las fibras nerviosas o SB actúan como carreteras por las que viaja el agua, y con el DTI podemos captar dicho viaje, luego, si durante la observación comprobamos que el agua viaja en una misma dirección constante, deducimos que lo hace recorriendo una carretera que constituirá un tracto, y esto nos permite conocer los tractos dentro del cerebro y dibujar un mapa de fibras. Y llevado a una situación patológica, cuando observamos que el agua, que debería estar siguiendo un camino determinado, de pronto se sale de ese camino o tracto y se difunde en todas direcciones, podemos pensar que dicho tracto está lesionado. El poder conocer qué tractos están lesionados nos permite comprender mejor la asociación entre localización y extensión de la lesión y la sintomatología clínica.

Cuando vemos una imagen por DTI llama la atención lo colorida que es (imagen 1), pero no es así por capricho o estética, hay una convención a la hora de colorear los tractos. De esta forma, los tractos del eje “x” o comisurales (derecha-izquierda) aparecen en color rojo, como por ejemplo las fibras callosas. Los tractos del eje “y” que representan fibras de conexión interlobares (dirección anteroposterior) tienen tonalidad verde, y finalmente los tractos del eje “z” son los azules (dirección rostro-caudal), por ejemplo, el haz piramidal. Es decir, están agrupados por colores en función de la dirección que siguen las fibras.

imagen 1

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La aplicación experimental del DTI podría permitir crear un mapa de conectividad cerebral que ayude a comprender el funcionamiento normal y patológico del cerebro, o incluso el curso de maduración cerebral en la infancia y los cambios no patológicos de la SB en el envejecimiento normal. La imagen 2 muestra cambios asociados a la edad en el cuerpo calloso y en la SB frontal observados mediante DTI.

La aplicación clínica no es menos evidente, y más teniendo en cuenta que su capacidad para detectar lesiones en el tejido cerebral es mayor que la de la mayoría de técnicas de neuroimagen usadas hoy día en la clínica. Por ejemplo, lesiones axonales difusas, causadas por traumatismo, que con una tomografía o una resonancia magnética tradicional pudieran parecer leves, con el DTI se podría revelar la verdadera gravedad o dimensión de la lesión o anomalía microestructural. Lo malo es que hoy en día en España el acceso al DTI está muy limitado y con suerte podrías acceder a dicha técnica en Madrid y Barcelona.

El DTI se aplica a cualquier patología que sea susceptible de crear una anomalía en la SB. Por ejemplo, en esclerosis múltiple, además de conocer la extensión de las placas desmielinizantes, permite el análisis de áreas que aparentemente están intactas mediante RM convencional, y que el DTI muestra una reducción de la anisotropía y un incremento de la difusión que indican un daño estructural, inadvertido para otras técnicas. En la Enfermedad de Alzheimer, se observa que el daño de la corteza cerebral causa involución walleriana con menor anisotropía fraccional (AF) a nivel de la sustancia blanca predominantemente temporal respecto a grupos con Deterioro Cognitivo Leve o envejecimiento “normal, o también, puede ser útil en la valoración del gyrus del cíngulo en su diagnóstico precoz. En accidentes cerebrovasculares, se muestra una reducción de la FA en la vía piramidal del hemisferio afectado en las dos primeras semanas tras el infarto, cuando aun no es detectable por RM convencional. De la misma forma se aplica también a tumores, traumatismos, alteraciones metabólicas, epilepsia, o en el estudio de las vías frontales en la esquizofrenia.

Sin título

imagen 2

 

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10 respuestas a SUSTANCIA BLANCA E IMAGEN DE TENSOR DE DIFUSIÓN (DTI)

  1. Fran Quesada dijo:

    Genial!!! Buen artículo, enhorabuena Ángel!!!

  2. Bet dijo:

    Buen y ligero resumen. Gracias

  3. Ruth dijo:

    Disculpe, por favor, ¿podría utilizar su trabajo como referencia para un trabajo de máster? Muchas gracias. Ruth G.

  4. Gloria dijo:

    Hola!! me gustaría citar este artículo en un trabajo para la universidad. Podrías mandarme la referencia bibliográfica. Gracias de antemano.

    • neurobase dijo:

      Hola,

      si te refieres a la referencia bibliográfica del blog, puedes buscar cómo referenciarlo consultando las normas de la APA.

      De nada.

      • Gloria dijo:

        Me refiero a la referencia bibliográfica de este artículo, en concreto, por ejemplo el nombre de auto/res…
        Gracias.

      • neurobase dijo:

        El autor soy yo, Ángel L. Martínez Nogueras. Si necesitas saber algo más sólo tienes que preguntarme. Me alegro de que te sirva esta entrada. De nada.

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