2 Corr, P J (2008) Neuroimagenología En J Corr (Ed ), Psicología biológica (pp 302-321) (3) - MERCEDES MARIA LÓPEZ GONZÁLEZ

Vista previa del material en texto

302
magenología eI ran€resoluc
gundos
nilíseg
Electrt
Ia acti.+
dos sobr
(EEG); j
EEG se
gíayes:
como epi
, EI EI
(véase el
badas del
partir de I
una corri(
cnáneo y ¡
flEEG se n
kdo habitua
pe¡, 1958). I
= frontal, p =
r0. l , l
dr
EEG se con
consistent
con la exr
2. Describir los distintos tipos de métodos neuroimagenológicos y explicar sus
ciones.
3. D¡ferenciar entre negroimágenes estructurales y funcionales.
El capítulo 9 describió cómo el campo de la psicoflsiología ofrece un número de
del cuero
tcncia es l
EEG en té
del cuero c
gador infer
señales. Ta,
¡ct¡vación (
ysubcortici
mientas valiosas con las cuales responder a algunas preguntas importantes denho
psicología; pero existen ciertas preguntas que sólo se pueden contestar a través Sistema In
medición 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 métodos
cos y neuroimagenolÓgicos.
5. Describir las l¡mitaciones de la neuroimagenología como medio para relacionar
función 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 ttrls
se 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 revolucionadqel
estudio fisiológico del cerebro vivo. Esta discusión se enfoca en la descripción de esbs
técnicas; 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 en
de 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. el
se utiliza ampliamente en la psicología experimental, neurofisiologia y-neuroto-
y es una herramienta estrindar de diagnóstico para padecimientos neurológicos tales
epilepsia.
EEG es sensible a las corrientes iónicas que atraviesan las membranas neuronales
el 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 a
de 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 eléctrico
cuero 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 señales
en 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 de
üvatión 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.Comosemuestraenla
figura 10.1, los números nones se refieren al hemisferio izquierdo y los números pares al
hemisferio 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 electrodos
deriva su nombre de la relación entre la localización de los electrodos y las áreas de la corteza. Cada s¡tio de
local¡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 .5
a-12
13-19
Beta ráD¡das 20-30
Gamma 30-50
Husos de sueño 12-14
Delta
menos de 4 cps
Theta
4-8cps
Alfa
8-13 cps
Beta
más 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 diferentet
y mostradas ó).
Detta
Theta
Alfa
Beta lentas
al
Alfa
Ia at
despi
frecu
ción ¡
Beta
Ia actl
betz rá
. utiliza
y emoc
Iheta
La activ
dad de p
blemas e
preclsa d
La aüivio
sueño y es
dos años d
Ei EE(
canales de
téclicas. L
erect¡ocard
generado pr
etechoocul(
ücos tienen
general, el er
¡ diversos ti¡
oores). Con
itelevantes 
¡
con E
at.,2000).
Antes de ¡
cc
que s(
que está tota
o.¡os. E
de "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 encurntran
y relajadas. Cerrar los ojos y relajarse produce un aumento en este rango de
La 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 ondas
rápidas (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 naturaleza
de theta.
delta (0.5-4 Hz) consiste en ondas grandes y léntas que se asocian con el
y 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 como
Los 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 alimentaciónde 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., Picton
et a1.,2000).
Antes de pasar a las respuestas EEG que se han vinculado con eventos psicológicos
Cspecíñcos (p. ej., potenciales evocados), se presenta un emocionante desanollo clínico
de la tecnología EEG.
Pacientes con síndrome de "cautiverio"
Imagine que se despertara una mañana y, una vez totalrnente consciente, se percatara
de 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 con
sfndrome de "cautiverio": la mente está cautiva dentro del cuerpo y ha perdido todo
cont¡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 el
puede oírlos hablar (la experiencia subjetiva de este estado se describe en Bauby, I
Y bien, ¿cómo podríamos comunicamos con estos pacientes? Recuerde: no puede¡
blar, mover sus dedos o manos para poder escribir, ni siquiera parpadear para
algún tipo de código de comunicación; de hecho, ¿cómo es posible siquiera saber si
conscientes?
En un notable estudio, se desarrol[ó la autorregulación neural de potenciales
fisiológicos como medio de comunicación (Birbaumer et a/., 1999). Se utilizaron
ciales corticales lentos (PCL) y un entrenamiento operante permitió que estas ondas
controlaran 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 les
seleccionar letras del alfabeto. La autonegulación de las respuestas neurales se
haciendo que los pacientes mantengan una esfera dentro de una de dos cajas que d
recen en la pantalla. Al principio, ésta es una tarea dificil, pero las personas
estrategias (p. ej., relajación, enfoque) para influir en sus ondas cerebrales. Una
ciertos aspectos de las ondas cerebrales se conüolan de manera consciente, se
conectar a un cursor que les permite escribir a los pacientes.
La mayoría de las personas pueden lograr la autonegulación neural con
se ha utilizado con una variedad de propósitos: reducción del estrés, conhol de
actividad en niños, control de estados corticales enpacientes esquizofrénicos y
estados para lograr un desempeño óptimo de músicos talentosos. En el caso de
cimientos clínicos, esta forma de control cerebral es un área importante,
relativamente nueva, de medicina conductual; un aspecto significativo es que
efectos secundarios de tratamientos medicamentosos. (Un campo relacionado es el
"biorretroalimentación", que por lo general tiene que ver con técnicas de
la regulación de funciones del sistema nervioso autónomo, como frecuencia onda
segin
La
Potenciales relacionados con eventos @RE) también
conocidos como potenciales evocados
Ya desde las observaciones de Berger del registro del EEG a través del cuero
ha habido interés en la relación entre los regishos EEG y los procesos
potenciales relacionados con eventos (PRE) son respuestas EEG ocasionadas
sos: estas respuestas proporcionan datos valiosos acerca del procesamiento
los eventos psicológicos. Debido a que la señal de los PRE es débil en
la señal bruta del EEG, es necesario aumentar la proporción de señal a ruido
un promedio a partir de un gran número de ensayos.
p¡esenfació
que esüe c
Y &ecuen
analiza de
denom
deno¡n.
Est
Un PR-E contiene un número de picos positivos y negativos que se
términos 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 de
Se asume que las respuestas iniciales se encuentran mediadas por un análisis
mientras 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 estl
neuronas oue se activan o inhiben de manera sincrónica. Distintas
mentales producen diferentes tipos de respuestas. lo que enfatiza parámetros
Entonces, se pueden mostrar las diferencias entre las respuestas obtenidas
tarea de control v aouellas obtenidas durante una tarea experimental. La
muestra los componentes de una típica forma de onda evocada por un estímulo
infrecuente.
a pafir d(
ent€
e7).
)llax
slátr
:tro-
'ten-
rs se
dis-
ilila
:nde
aPa-
rllan
que
)den
udo,
Los
aoy
Per-
rl de
ade-
arilr
¡ los
le la
pafa
a.)
uce-
rl de
con
urdo
RE).
ms.2
'rial,
gico
i del
ode
reri-
:sos.
una
r0.3
itlvo
N100
cAPlTuLo 1o Neuoimagenologfa 307
FIGURA f O.I
componentes de la onda PRE.
l l r l l r
D)0 10 20 30 40 50
T¡empo (ms)
onda PRE consiste en un número de distintos "componerites", cada uno de los
según se piensa, refleja diferentes procesos fisiológicos y psicológicos.
sersoriares
presentación de estímulos evoca un componente muy inicial (menos de 100 ms) y se
que 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 la
selección a partir de un canal perceptual específico.
N200
lste componente es sensible a estímulos raros (poco comunes) y se piensa que refleja
una 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 el
procesamiento 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 deberían
a 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 de
estímulos.
N400
Este componente está implicado en el procesamiento semántico Su magnitud
con 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 componente
gran 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
(estín
sospe(
conoc.l
consrst
riza los
dicandc
A conti¡
fn de ¡e
d.isto¡sio
dien clat
concienci
podría int
una palabt
na rnocent
Sehae
de reconoc
anreno¡ida<
del crirns¡)
lconocidos)
pafa
Iambién es r
elevada (Mr.l
El compc
sa, 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: a
las palabras se utilizaron más tarde para completar radícales de palabras de tres te aqlellos q
en una prueba deliberada de memoria y á) si las palabras utilizadas en las
se recordaban de la listade estudio. Se compararon los ensayos de estudio en los 'tulpabilid,
utilizaron las oalabras más adelante sin recordarlas (es decir, "ensayos de
y 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"). Los co
alistamiento implicaron una negatividad inicial (200-450 ms) proveniente de la col de urilid
parietal; 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 ur
ción. 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;:';;:"."3
ba de detección de mentiras por conocimienlo culpable, se asume que el conoctmteu¡stíco evocado al
de 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
expc
Detección 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
:nta
'mó
:de
ttalt
r) si
ffit
,úes
lede
fue-
3nto
)sos
técnicas neuoimagenológicas.
cAPiTULo lo Neuroimagenologia 309
¿Existen algunos componentes de
los PRE que son imposibles de con-
trolar de manen consciente?
podrían presentar tres tipos de estímulos: c) palabras relacionadas con el crimen
de 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 sencillamente
en 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 pudiera
los patrones de estos PRE, sería dificil que 9l conocimiento culpable se pu-
clasificar como "irrelevante" porque los PRE suceden antes de que sean posibles la
activa y las reacciones cognoscitiv-as; en el mejor de los casos, el sospechoso
intentar distorsionar todas sus respuestas PRE (p ej , mediante la repetición de
en 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 escena
lo 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 (condición
culpabilidad") 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 los
como 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 (también
véase 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 de
gperación. A pesar del hecho de que el EEG se desanolló hace mucho tiempo, se utiliza
ampliamente para estudiar el cerebro y tiene un importante papel que represenüar en la
nvestigación 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
)tes
cita
cse
to")
clas
)tro
tde
EzÁ
pto-
lef
ela-
ts(8
am-
)asa
por
)nas
lnto
El magretoencefalograma (MEG) es una innovación tecnológica reciente que mide los
campos magnéticos producidos por la actividad eléctrica del cerebro. Al medir el campo
nagnético evocado al presentarse un estímulo sensorial específico, es posible deducir
un mapa de la organización funcional del cerebro. Por ejemplo, podría presentarse una
Falabra que primero se dirigiría a la corteza üsual, después a la corteza ftontal para su
310 PARrE I Enfoques
¿Por qué ha habidotanto interés en
la tecnología MEG?
FIGURA IO.4
llpica unidad d€ magnetoence-
falografía (MEG). (Conesfa de
Neuromag LTD,)
análisis y después a la corteza motora. El MEG detectaría estas etapas temporales de
procesamiento. 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 ¡t6
la 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 diferencia
principal es que, mientras que la cabeza es cas¡ transparente en el caso de los campos
magnéticos, 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 tatr
sensible.
La tecnología que subyace al MEG es compleja y el equipo es muy costoso. En la
figura 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 se
bañan en helio líquido para alcanzar temperaturas de superconducción de -269'C (esto
permite que el campo magnético del cerebro induzca una corriente en las espiras,lo que
su vez induce un campo magnético en un dispositivo especial llamado dispositivo super:
conductor de interferencia cuántica [SQUID: Superconducting & Quantum
Device]; Cohen, 1972). Incluso un solo cuanto de energía magnética es suficiente
inducir una corriente mensurable en las espiras, haciendo que éste sea el instrumento
sensible conocido por el hombre. El sistema contiene 37 QUIDS o canales de regi
que permiten la determinación de la distribuciónespacial del campo magnético' la
lución 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 anormalidad
mica alguna. Para propósitos de neurocirugía, el MEG se utiliza para realizar un mapa
las cortezas somatosensoriales y motoras (esto es necesario a fin de minimizar el
los sistemas sensorial y motor). También se puede utilizar para detectar la activación
las estructuras subcorticales, aunque la resolución del MEG disminuye a medida
fi:ente de la señal magnética se encuentra a mayor profundidad dentro del cerebro.
Iaa
fia I
den
Y exl
Persl
bién
l¿cio
I
cay
eslnt
2) re
ras s(
volur
P¿fa
se oc
pslco
p.sicó
Shan
neuro
Sr
llo: a.
(TEP.
lr
de pe,
cuales
de tejr
mm, (
fom:a
I
La to¡
basa e:
gmfía.
havés
a caus¿
bloque
rayos )
la ima¡
los eler
electro
ciona u
(núclec
(éste al
contras
TAC, q
cAPfTuLo 1o Neuroimagenologla 3ll
,de
dad
di-
Pos
ria-
rara
nás
nte
rde
'en-
drf-
Icia
tatr
r la
das
ise
rsto
¡ea
ho,
:so-
En-
rtó-
rde
loa
rde
el¿
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 función
la 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 análisis
o 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 utiliza
detectar 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 estudio
de 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 los
toma 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 5
pm, 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) se
basa 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 a
havés del cerebro. A medida que estos haces salen del cerebro, se ven obstaculiz4dos
a 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 menos
r¿yos X. La obstaculización o atenuación del paso de los rayos X es lo que proporciona
la imagen fi.nal. Los rayos X pierden algo de su energla a causa de su interacción con
los elecftones, y el grado de atenuación de la energía depende tanto de la densidad de los
elechones 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 para
conFastar los vasos sanguíneos y el tejido cerebral circundante (p. ej., en la angiografia
TAC, que se utiliza para medir el rompimiento de los vasos sangulneos).
312 PARTE tt Enfoques
FIGURA TO.5
Equipo de TAC e ¡mágenes del
cerebro. (Fotografía @ Chr¡s Priest
/ Sc¡ence Photo library.)
o.P
6{¡(
rtr
pq'
{ , t -
La
fes
me
rcb
aus
'€u I
ve)
Existen programas de computo (algorihnos) que miden la densidad de la señal
trada 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 se
ampliarnente disponible y es útil para distinguir el grado de líquido cefalorraquldeo y
tejido cerebral, lo que denuestra el tamaño de los ventrículos y surcos centrales. Sin
bargo, sus desventajas inclnyen el uso de rayos X y, por lo tanto, exposición a
es fiecuente que sea necesario utilizar un material de contraste (p. ej., yodo), y el
temporal 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. Se
para excluir enfermedades estsucturales en pacientes que presentan un posible
psiquiático (p. ej., confirsión, psicosis y dernencia). Sin embargo, en el campo de [a
tigación, 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 eshucturas
rebrales; mide la activid¿d metabólica y el flujo de sangre del cerebro, así como la
dad y ñmción de los receptores de neurotransmisores. En Ia TEP, la actividad
cerebral se mide a tr¿vés de la metabolización de la glucosa (la glucosa proporciona
energía que el cerebro necesita durante el procesamiento) contenida en el flujo
cerebral regional (FSCr).
La TEP utiliza una sustancia radiactiva que se vincula va sea a una sustancia
normal (p. ej., glucosa) o a algún fármaco (en el caso de estudios de enlaces de
tores). Cuando se le clasifica con un químico emisor de positrones se le conoce
marc¿dor radiactivo. Este marcador se inyecta en el torrente sanguíneo, do¡de crun
barrera hematoencefiílica y circula dentro de la vasculatura cerebral (sistema
del cerebro). A medida que se degrada, el marcador emite positrones, que interactrian
los electrones circundantes para produci¡ dos fotones de rayos gamma. El equipo
- l
a
láü
anatr
fi¡nc
duracuenta con una serie de sensores que rodean la cabeza y que deteclan estas
cAPfTuLo l0 Neuroimagenologla 313
gls-
ixel
nüa
)' de
em-
ión;
rulo
liza
que se regisha como señal es la llegada simultánea de dos fotones a sensores
y 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 al
de 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 pueden
para estudiar la actividad del cerebro en reposo o pan mapear la activación c€-
durant€ tareas cognoscitivas y motoras. Si consideramos las desventajas, utiliza
radiactivas, 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 cerebro
investigación de los efectos de distintos fármacos sobre la química cerebral. En el
'de fármacos, una TEP implica la inyección de un marcador radiactivoque tiene una
afinidad 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. Las
de 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 selectivamente
los 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 enlaces
ügando, ya que algunos de los receptores D, ya estarán ocupados por el fármaco. La
tiene 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 imágenes
procoeadas por computadora que utilizan colores para indicar el grado de metabolización
de 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 compara
con la IRM además del uso de susta¡cias radiactivas, que limitan las exploraciones
reDetidas.
magen de Éesonancia magnét¡ca (lRM)
La imagen de resonancia magnética (IRM) es una tecnica de punta para la exploración
anatómica y funcional. Ha abierto toda una nueva mane¡a de esh¡dia¡ las estructuras y
fi¡nciones cerebrales y, de manera específica, nos permite ver la actlvación del cerebro
durante la realización de tareas mentales, incluyendo pensamientos, sentimientos, juicios,
ves-
)mo
i ce-
rntF
rlica
ra la
ineo
oral
)mo
alz
íneo
con
IEP
'nes.
314 PARTE tt Enfoques
F¡GURA TO.6
Equipo de resonancia magnét¡ca e
imagen del cerebro. (Fotografía @
Geoff Tompk¡nson/5c¡ence Photo
L¡br¿ry.)
decisiones, etc. Primero se discuti¡á la IRM anatómica antes de analiza¡ sus capacidades
funcionales.
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.umpos
magnéticos no tienen riesgos conocidos). A inicios de la década de 1990, alca¡á su
máximo potencial en la evaluación de la relación entre estructura y función. El equipo
IRM es costoso de adquirir y oper¿ , pero ahora se encuentra ampliamente disponible
en 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 actuaa
como 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 la
cabeza se coloca dentro de este imán, los protones se alinean con el eje del imán, todos
en la misma dirección. La resonancia magnética funciona descargando una onda de n
diofrecuencia (RF) hacia estos átomos: esto ocasiona oue los átomos emDlecen a
y, 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 del
los átomos rot¿n a diferentes velocidades, de modo que cada tejido se puede
en 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 del
por medio de la aplicación de un pulso de ¡adiof¡ecuencia que sólo excite a los
de u¡a-sola sección. En-la actualiclad es posible otlener cortes de 1 mm de la
del corebro.
Las ventajas de la resonancia magnética son una excelente resolución espacial
nermite la visualización de estructuras en la orofundidad del cerebro oue no son
con ofas técnicas. Las limitaciones incluven la naturaleza enclaustrada del escáner y
ruido que produce, lo que puede inducir sensaciones de claustrofobia en algunos
duos. El costo del equipo es elevado, como también lo son los costos de operación-
sul
tiv
:"
me
m€
elel
lat
gxp
s€¿
ton
que
pun
l€nt(
vañi
con
fnc
éfec¡
fegl(
I -
yel
I'z p
de la
c¿ret
S
porúa
Iente
la TE
¡elaci
las re
anom
Proc
¿Qué
que n
f .
ruvele
ción s
Esta t(
tambit
irrigac
exces(
da. El
ocasio
como I
ades
980.
hay
lpos
ósu
uipo
rible
un¡
fotar
riten
:rpo,
lclar
tuatr
nor-
lo la
:dos
e r¿-
ebro
ones
idad
que
ibles
'yel
diü-
r. Es
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). Comot
dc una IRM anatómica, considere un estudio que se llevó a cabo para localizar
de los movimientos oculares sacádicos (véase el capítulo 9). Se realizó una
de 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 diferentes
temporales. Posteriormente, se correlacionaron el desempeño en la tarea sacádica
de estas áreas (en el modelo de regresión se controló el volumen total del
porque el tamaño de una región específica se correl¿ciona parcialmente con el
total 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), existen
explicaciones 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 los
del 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 uso
la resonancia magnética para explorar proces.os psicológicos en marcha denho del
ebro. 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 a
lá TEP en cuanto a neuroimagenología fi¡ncional. Puede mapear funciones cognoscitivas
ielacionándolas con estruchras neuroanatómicas muy precisas, lo que ayuda a identificar
lL rehciones estructura-función normales, así como las relaciones eshuctura-función
anormales 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 lo
que 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 la
irrigación de sangre oxigenada sobrepasa la demanda de oxígeno, es posible detectar el
exceso en la cantidad de sangre oxige*rda en comparación con la sangre desoxigena-
da. El cambio resultante en la proporción entre desoxihemoglobina y oxihemoglobina
ocasiona el aumento que se obsewa en la señal de resonancia magnética: esto funciona
como 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 sujetos
para proporcionarlmágenes promc,liadas por grupo que se mapean sobre coorden^ad¡g
neurológicas 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 ¿s
radiofrecuencia (RF), esta alineación se altera. Después de que se elimina el pulso, l¡g
átomos regresan a su posición original. El tiempo que los átomos toman pam regresar a
esta posición inicial se ve afectado por el tipo de tejido circundante y por las propiedades
magnéticas del mismo: es esta diferencia de tiempo (denominada tiempo de relajación)
la que permite que se capturen las imágenes de las propiedades diferenciales del tejids
Este 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 en
flujo sanguíneo. La sangre oxigenada y la no oxigenada tienen propiedades
diferentes, de modo que la sangre oxigenada en las áreas activas conduce a
tiempos de relajación, lo que produce señales más poderosas de tales regiones
La señal es dependiente de los cambios en niveles de oxigenación sanguínea: éste es
efecto DNOS.4
Diseños de investigación
La mayoía de los estudios IRMf utilizan un diseño de investigación de bloques
comprende el uso de bloques altemantes (p- ej., una serie de los mismos ensayos)
condiciones expeiimentales. Por ejemplo, es posible que el investigador esté
en 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 que
presan desagrado, y c) caras neutrales. Si obsewam los patrones de activación para
tipo de estírnulo er forma separada, sencillamente estaría obsewando Ia activación
del cerebro; tanto Ia ¡elacionada con cada expresión facial específica, así como la
cionada con todo lo demás que estuviese sucediendo dentro del cerebro: esto no sería
lo más informativo. La IRMf utiliza un método sustraclivo: se asume oue la
durante todas las exoloraciones es idéntica aparte de aquellas áreas implicadas en
experiencia emocional específica. Según esta lógica sustractiva, si restan a) la
ante 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 percepción
las caras atemorizadas (vs. las caras neutrales), presentadas a un nivel de conciencia
va, provocó la activación dela amígdala (que se sabe estri implicada en el
del temor; LeDoux,2000); la percepción consciente de la expresión facial de
(vs. el control) activó una región cerebral distinta, conocida como ínsula (Phillips et
1997,1998a, b). Este patrón de efectos se conoce como disocíación doble.
Como se discutió en el caoítulo 8. se obsewa una dlsociación doble cuando se
demostrar que la activación de la región cerebral X, se relaciona sólo con la función
y que la activación del área cerebral X, se relaciona únicamente con la función Y2
no se relaciona con Y ry X2 no se asocia con Y,). Dado este patrón de efectos, se
tener una confianza razonable en la afirmación de que esto no refleja un efecto
zado 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 disociación
donde un área X se relaciona con la funciónA, pero ni la B (no sería posible concluir
la función B esÍl mediada por otra área cerebral).
clc
de
Iue
fth
mel
neu
una
ffcn
Ven
La i t
noft
sific¿
Ia act
tídas
Proce
farma
medir
medir
indivi
su pad
permit
inform
.pÍüa re
En
ctentes
asegr¡r¿
pemrite
tificar lr
a causa
se exaln
antes, el
neurofis
cedimier
sensona,
Espectr
La espec
roquímicr
neurotfan
variedad ,
sicos (se I
y cornpu€
Para el esi
farmacoci
Es pos
ofrece un r
en frecuen,
)de
, los
;a¡ e
ades
:ión)
iido.
,tf. .
:n el
ti€as
'ores
ivas.
es el
b) la
:uede
5n Yt
u (xt
:uede
Lerali-
)ultad
rcillt,
ir que
rte de
r acti-
Liento
graco
et al.,
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 presentación
único (en lt:,gar de un promedio a partir de un bloque de ensayos); esto da
¿ diseños experimentales mucho más sensibles. Con los desanollos tecnológicos
se espefa que la IRMf logre tener resoluciones temporales mayores, realizando
en milisegundos más que en segundos. Una vez que esto se haya logrado, la
y la electrofisiologla (EEG y MEG) se podrán combinar para crear
sola herr¿mienta de investigación, aunque es posible que se sigan utilizando estas
por 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 a
neural como marcador endógeno. Siendo esto asl, las exploraciones repe-
Do representan ur problema. La descripción de la neuroanatornla funcional de los
psicológicos 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 puede
la activación cerebral en padecimientos tales como la esquizoftenia en pacientes
para garantizar que estan recibiendo la terapia farmacológica óptima para
padecimiento específico. Otra implicación clínica es que la exploración longitudinal
fnite que se midan los cambios en función cerebral a lo largo del tiempo: esto ofrece
vital 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 importante
que 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 riesgo
causa 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 pruebas
neurofisiológicas (como se discutió en el capítulo 3, Wilder Penfreld llevó a cabo pro-
'cedimientos a cerebro abierto para estimular regiones coficales y así activa¡ funciones
sensoriales, 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 de
neurohansmisores, la ERM proporciona inforrnación acerca de los metabolitos de una
variedad de sustancias que se encuenhan involucradas enlos 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 utiliza
para el estudio del metabolismo de la membrana neuronal y es de especial utilidad en la
farmacocinética y farmacodinámica de distintas drogas).
Es posible estudiar la neuroquimica porque la señal emitida durante la relajación
ofrece un especho que exhibe la intensidad de distintas entidades químicas y el cambio
en 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 abierto
campos 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 unicos
acerca del cerebro y cada una cuenta con fortalezas y debilidades. La principal venhja
de 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 señales
eléchicas (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); el
EEG 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 temporal
y 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, pero
en 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, cada
de 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 relaciones
paficularmente: a) estudios posmórtem de la interconexión entre diversas áreas
les; á) extrapolación de la anatomía funcional de primates (estudios de lesiones); c)
perimentos sobre la superficie cofical expuesta dur¿nte neurocirugías y d) evidencia
déficit funcionates específicos en pacientes con daño cerebral. Ninguna de estas técni
proporciona datos funcionales incontrovertibles.
No obstante, tanto la resonancia magnética funcional como la TEP adolecen de
blemas: 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
a
t l
s€
P-or úl
doyu
TAC
TEP
IRM
Excelente resolución temporal;
relativameute económico;
sensible a sofisticadas manipulaciones
experimentales;
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 preciso
de los componentes.
Localización subcortical defi ciente;
costoso.
Imágenes poco nítidas.
Mala resolución temporal y espacial;
requiere de la inyección de un ma¡cador
radiactivo.
Defr ciente resolución temponl;
ambiente ruidoso y claust¡ofóbico.
Espe<
la ima
PVIí¡ n
que sul
medici
la capa,
tfas del
regiona
de oxíg
globina
p€ctros
tr¿nspar
nm). El
te¡nicas
c¡n limt
espacial
deben n
extema
UItras<
La ulha¡
para eva
es econó
sensores
cortical (
obant,2C
de 36 pa
oraciones
tonos de
Suentes i
que infon
de la UD
de técnicas electrofisiológicas
neuro¡magenológicas
con proc€sos metabóücos que'se asume se correlacionan de manera elevada
firncional) y dependen de técnicas de sustracción (si la condición control
de manera orecisa. la actiüdad cerebr¿l residual restante desoués del
de 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 dichas
se 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 demás
técnicas neuro¡maoenolóoicas?C0s
nrajd
etec-
es la
ñales
el si-
r); el
loca.
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 invasiva
los 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 tiene
para 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 ambientes
de espacio (p. ej., a:nbientes con gra.vedad alterada, centrífugas, naves
y estaciones espaciales) y tiene aplicaciones militares en los casos en que se
realiza¡ 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 que
é! económica" esta técnica sufte de uná mala resolución espacial. Se coloca una tira de
sensores sobre la corteza fiontal y se miden las propiedades sonoras de la activación
Oortical (velocidad del flujo sanguíneo). En un estudio (Vingerhoets, Berckmoes y Stro-
obant, 2003), se midió la velocidad del flujo sanguíneo (VFS) en las arterias cerebrales
de 36 paficipantes diestros que escuchaban grabaciones de actores que pronunciaban
oraciones con significados felices, tristes, enojados, temerosos y neutrafes, utilizando
tonos 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 participanües
que informaran ya fuera del significado de la oración o bien del tono de voz. Por medio
de la UDTCf, se encontró'que el hemisferio izquierdo present¿ba la misma activación
riple-
ción,
?ula-
) ex.
ia de
nlcas
320 pAnTE lt entooues
En princ¡p¡o, ¿qué otras técnicas
neuro¡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 tono
voz (el "cómo" de la emoción). Este estudio sugiere que el hemisferio derecho es ¡6¡
importante en el procesamientodel tono emocional, mientras que el hemisferio
do es más importante en la evaluación del significado emocional (semántica).
Cada una de ias técnicas neuroimagenológicas estudiadas tiene sus propias
desventajas. El viejo caball ito de batalla de Ia neuroimagenología, la
aún se utiliza extensamente en la actualidad y ofrece una resolución temporal que
no pueden igualar las técnicas más novedosas (p. ej., IRM); el desarrollo de
de análisis más sofisticados ha ayudado en la interpretación de datos provenientes
EEG/PRE (p. ej., el "análisis de fuente" de las áreas cerebrales que generan las
les). Cada vez más se están utilizando técnicas distintas en conjunto para
de sus fortalezas mutuas (p. ej., EEG/PRE e IRM). Sin embargo, una obse¡vación
da mucho qué pensar acerca de todas las técnicas de neuroimagenología se refiere
su naturaleza esencialmente correlativa: dependen de la asociación de un cambio
el funcionamiento del cerebro (p. ej., una señal DNOS) con algún evento psi
(p. ej., el procesamiento de caras emotivas), Aunque los diseños de investigación
experimentales -por ejemplo, se pueden presentar distintos tipos de caras
ya sea en bloques o de manera individual- lo que se está observando son los
asociados en actividad cerebral. En contraste. las técnicas utilizadas en la
y l!.psicofarmacología permiten una manipulación directa del cerebro, donde se
medir los efectos del procesamiento ce¡ebral. Además de lo anterior, los problemas
resolución espacial y temporal -así como algunas cuestiones restantes en cuanto a
procesos neuronales exactos que se están midiendo y la fuente de que provienen-
atemperar nuestro entusiasmo por estas técnicas. Cuando primero se introdujo, había
vadas expectativas de lo que lograría la neuroimagenología funcional; sin embargo,
actualidad existe un ciefo desencanto porque no ha resultado posible realizar un
complejo e inequívoco región a función (Fletcher, 2004). No obstante, la
progresa al mismo ritmo que se refinan estas técnicas, muchas de las cuales (en
la resonancia magnética funcional) ya han transformado a la psicología biológica
de la década de 1980. Sin duda, las innovaciones tecnológicas futu¡as abrirán
oportunidades de investigación y expandirán nuestro conocimiento acerca de las
neurales de los procesos psicológicos.
¿Por qué han resultado ta¡ útiles el EEG y los PRE en el estudio de los
psico[ógicos?
¿Por qué no existe un solo método neuroimagenológico que preñeran
investigadores?
¿Cuáles son los fines de la imagenología funcional y en qué difiere la
ción que proporciona de la imagenología estructural? ,