Basta con echar un vistazo a una de esas imágenes que pululan por internet para percatarse de que los vibrantes colores que exhiben los tractos neurales habrían encajado perfectamente con la gama cromática preferida por el mismísimo Andy Warhol. Porque el azul eléctrico, el verde neón, el rosa chicle o el amarillo flúor de estos haces de fibras del sistema nervioso central, responsables de comunicar todo con todo, ya nos están anunciado que ahí dentro (en el cerebro) no hay nada en calma. Todo está en plena ebullición.
Si los colores pop art de estos manojos de filamentos se nos muestran así, chispeantes, es gracias a los procedimientos empleados en las técnicas de resonancia magnética, que han abierto un camino ciertamente clarificador, y esperanzador, en la detección de anomalías y tumores en gran parte de nuestro cuerpo. Es la tractografía la que nos acerca esas imágenes tridimensionales de los tractos que, sin embargo, continúan siendo unos grandes desconocidos, incluso si se echa mano de los avances científicos de los últimos años.
A pesar de poder identificarlos y de saber cómo son, “nunca se les ha podido observar en pleno funcionamiento”, dice José Luis González Mora, catedrático de Fisiología, director del Laboratorio de Investigación de Neuroquímica y Neuroimagen (LNN) y subdirector del Instituto Universitario de Neurociencia (IUNE) de la Universidad de La Laguna. La lista de expertos que lleva cuatro décadas intentándolo es larga, pero ninguno ha podido conseguirlo. Si González y su equipo lo logran, serán los primeros en ver los tractos neurales en acción.
No es de extrañar que en cada intento por saber más y más sobre ellos, la comunidad científica internacional esté más que expectante ‒por no decir “de uñas”‒ por conocer cuál será el resultado que arroje esta investigación de la Universidad de La Laguna. “De momento no podemos avanzar demasiado, pero llevamos trabajando en esto desde hace años y los resultados pueden ser prometedores. Si lo conseguimos, se vería cómo se activan los tractos, algo que ha costado muchos años de trabajo debido al movimiento y los ruidos que hay por medio, como la respiración, los movimientos de la persona o la frecuencia cardiaca”, explica el investigador.
Esta especie de banda sonora de fondo que ameniza permanentemente la actividad de los tractos neurales no es el único hándicap a vencer. Hay que seguir adelante con la certeza de que las señales que se perciben no se presten a equívocos, porque es muy fácil y habitual confundirse. “Lo que nosotros queremos ver es cómo el impulso eléctrico sale de las neuronas y llega adonde tiene que llegar, algo que supone un salto fundamental, si se consigue, para lograr ver cómo funciona el círculo nervioso del cerebro”.
Una exploración anatómica sí que es posible porque los sistemas actuales permiten, mediante los denominados tensores de difusión–RM, el análisis de las fibras en cuestión. Sin embargo, desentrañar su funcionamiento es mucho más complicado. Por este motivo, la forma de operar es ir descartando una cosa tras otra hasta estar en condición de demostrar lo que se ve gracias a la resonancia: cómo el agua y los iones salen de las células nerviosas, concretamente de los axones, hasta alcanzar la vaina de mielina, esa delgada membrana que recubre las fibras nerviosas.
El mapeo de los tractos neurales
Lo esencial del proyecto actual («Imagen funcional de tractos neurales activos por resonancia magnética») en el que trabaja González es aclarar cómo es la actividad eléctrica que se produce entre las miles de conexiones existentes en los centros cerebrales. Y para ello hay que averiguar “cuál es el principal potencial de acción que origina esas corrientes”. Cartografiar por primera vez los tractos nerviosos y obtener un mapeo de su actividad sería un hito sin precedentes ansiado y perseguido durante años por su grupo de investigación NNLab, que ya consiguió observar tractos activos, “de forma inequívoca”, en el transcurso de una acción motora simple.
Lo hizo en una investigación fundamental anterior, un proyecto Explora que culminó en diciembre de 2020, y que ha cimentado las bases del actual, en el que trabajan junto al Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Harvard. Su equipo, formado por cinco personas (a la espera de contratar más), tiene de plazo hasta 2023 para resolverlo. “Para bien o para mal”.
Ahora les toca volver a repetir los experimentos, las medidas, y cerciorarse al 100% de cada paso que dan “porque ha habido muchos fracasos”. Los experimentos se hacen dos o tres días a la semana con personas voluntarias a las que se ha sometido a una serie de pruebas previas para comprobar su tolerancia al ensayo, ya que no todo el mundo aguanta una resonancia magnética. Se calcula que de los 80 millones de personas que se someten a ellas cada año en el planeta, alrededor del 2,5% no puede culminarlas a causa de la claustrofobia y la ansiedad que les genera.
Por ello, la selección de personas voluntarias es crucial. Son fundamentales en los estudios que realiza cada año el Laboratorio de Investigación de Neuroquímica y Neuroimagen, del que José Luis González es director desde 1992. Este grupo multidisciplinar, que cuenta con médicos, físicos, químicos, biólogos o psicólogos, entre otros perfiles profesionales, trabaja tanto en la sede de La Laguna como en el Servicio de Resonancia Magnética para Investigaciones Biomédicas, dependiente del Servicio General de Apoyo a la Investigación (SEGAI), y ubicado en la Facultad (ahora Sección) de Medicina.
En sus dependencias fue donde este neurofisiólogo de formación, que se ha pasado la vida investigando sin pausa el sistema nervioso, dejó de lado los experimentos con ratones de laboratorio para dedicarse “más” a los seres humanos. Y lo hizo en el mismo momento en que su universidad decidió que necesitaba un centro de neuroimagen, “algo que salió adelante con la ayuda del Cabildo de Tenerife, que entendió la importancia del proyecto”.
Hay que tener en cuenta que una máquina de neuroimagen, con la que se puede ver en vivo el funcionamiento del sistema nervioso, tiene un precio elevadísimo. La apuesta por la adquisición de un equipo, por aquel entonces de un valor muy superior al del millón de euros y un coste de mantenimiento que alcanzaba los 180.000 euros anuales, suponía un “cambio radical” en la forma de trabajar, en la forma de investigar. Significaba contar con los medios más punteros y con tiempo para avanzar y sacar adelante importantes proyectos multidisciplinares.
Equipo de resonancia magnética 1,5 teslas que será sustituido por otro de última generación.
El mejor equipo de resonancia magnética
Dieciséis años después, justamente este mismo mes (junio), ha comenzado la instalación de un nuevo equipo de resonancia magnética que sustituirá al que se colocó en 2006, y que convertirá a la Universidad de La Laguna en el primer centro público de España en contar con la aparatología más moderna y novedosa en el campo de la neuroimagen. Sus grandes ventajas son una resolución mucho más alta y un ahorro de tiempo bastante mayor, hasta un 40%.
Un “paso de gigante” que no solo redundará en una mayor exactitud en el diagnóstico de patologías que afectan, sobre todo, al cerebro y la médula espinal. También contribuirá a diagnosticar precozmente, y con más seguridad, las lesiones malignas de las benignas gracias a la rigurosísima precisión de las áreas internas del cuerpo que este nuevo aparato (Resonancia Magnética 3 Teslas) es capaz de mostrar.
“Los equipos de resonancia magnética con los que cuenta la Universidad de La Laguna desde hace años la han posicionado, sin duda, en los primeros lugares del país, pero el que vamos a tener ahora es el mejor para el estudio del cuerpo humano”, comenta González de un equipamiento del que solo disponen en estos momentos unos pocos hospitales privados en todo el territorio nacional.
Valorada en 2,5 millones de euros, la financiación de este nuevo equipo ha corrido a cargo de la ULL y la empresa Imetisa, además de fondos del Ministerio de Ciencia e Innovación. Su instalación es un proceso “completamente sincronizado” en el que ya trabaja una compañía especializada y varios expertos de distintos países para que en el mes de septiembre puedan reanudarse los experimentos de las investigaciones en marcha. “Podremos hacer más cosas y más rápido, con más seguridad y mayor fiabilidad”, dice el coordinador de los grupos de resonancia magnética del SEGAI.
Tampoco hay que olvidar que si se compara con el anterior equipo (de 1,5 teslas) es evidente que los pacientes van a estar mucho más cómodos durante las pruebas. Lo que motiva esta ventaja, que no se daba antes, es la posibilidad de realizar el estudio de las imágenes captadas sin que las personas tengan que permanecer en el interior del equipo, reduciendo así su tiempo de exposición, algo posible gracias a la digitalización de las imágenes.
La importancia del diagnóstico precoz
Las grandes ventajas y beneficios que esta potente tecnología aporta a las investigaciones de neurociencia son tan evidentes como considerables, y una de ellas es la posibilidad de contar con un diagnóstico precoz mucho más preciso y seguro. Y aún más si ese diagnóstico es complejo, como sucede en el caso de los Trastornos del Espectro Autista (TEA), otra de las líneas de investigación en la que González y su equipo han estado trabajando estos años.
Encontrar un marcador temprano del autismo es primordial para poder diagnosticar el trastorno en niños muy pequeños, una labor que se complica especialmente si hay otras patologías por medio. “Estudiamos cómo diagnosticarlo porque el diagnóstico precoz es muy importante para que estas personas puedan tener una vida más o menos normal en un futuro, ya que hacerlo cuando son mayores es muchísimo peor”.
En la búsqueda de algo que indique que un niño padece autismo, en cualquiera de sus tipos, lo que están haciendo los investigadores de la Universidad de La Laguna es medir las moléculas en el cerebro, dentro del sistema nervioso, para comparar las de las niñas y niños sanos con las de los enfermos, comprobar las diferencias en el tamaño y analizar la mirada evaluando los movimientos de sus ojos, porque algunos aspectos de sus miradas son diferentes.
Y una de las certezas que han podido constatar tras años de búsquedas en este campo apunta a la existencia de discrepancias cerebrales que solo se dan en las personas autistas. “Este no es un proyecto actual, pero sí que continúa la línea de investigación emanada de una tesis doctoral. Continuando en esa misma línea, lo que estamos intentando es ver si el funcionamiento básico de una persona con autismo es igual al de una persona que no sufre este trastorno”.
Lo que este investigador y su equipo tienen claro es que lo suyo es hacer investigación básica para trasladarla a la clínica. “Todo empieza por hacer pruebas que finalmente acaban usándose. Así empezaron los marcapasos o los dispositivos para calmar el dolor. Lo verdaderamente importante es que lo que creemos acabe siendo útil y que la gente se lo implante porque sabe que hacerlo le va a permitir tener una mayor autonomía y una mejor calidad de vida”.
Pero para llegar a este punto, al punto de lo útil y lo práctico, es necesario aventurarse en una tarea que supone un trabajo duro y años de investigaciones complejas, una carrera de fondo en la que el LNN tiene experiencia más que sobrada. “A veces nos hemos embarcado en lo que nosotros llamamos ideas locas, proyectos que sabemos que difícilmente nos van a conceder en España, y en los que el ámbito de la medicina y la salud se mezclan con el de la ingeniería”, explica este doctor por la Universidad de La Laguna.
La creación de tecnología asequible
Son tantos y tan eminentes los proyectos en los que este neurofisiólogo con seis sexenios de investigación reconocidos ha puesto su experta mano, que es imposible mencionarlos todos, especialmente cuando los hallazgos de algunos de ellos verán la luz en breve. Pero si hay uno sostenible e inclusivo ese es el que se centra en la creación y desarrollo de una “tecnología asequible” destinada a la Macaronesia y los países en desarrollo.
“Empezamos con esto colaborando en un anterior proyecto liderado desde la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC), en el que el objetivo que se perseguía era mejorar la tecnología e investigación biomédica en la Macaronesia. Estábamos interesados en tener una técnica que no fuera tan cara y que pudiésemos llevarla a países en desarrollo”.
En estos momentos, los investigadores del LNN están desarrollando sistemas de espectroscopia de infrarrojos cercanos, cuyo coste no alcanza los 30.000 euros ‒lo cual no cuestiona en absoluto su calidad, eficacia y utilidad‒ que sean capaces de conseguir los mismos resultados que los proporcionados por las resonancias más sofisticadas. Equipamientos ‘low cost’ que puedan pagar los países africanos, y con los que los investigadores del tercer continente podrán ver cómo trabaja el cerebro por dentro.
Y no solo se les facilita tecnología puntera y novedosa a buen precio. También se forma a los profesionales en el manejo de los nuevos equipamientos y se da rehabilitación a aquellos pacientes que hayan sufrido daños cerebrales u otro tipo de lesiones y problemas de salud derivados del envejecimiento. Eso sin olvidar la inclusión de terapias guiadas por imágenes o la fabricación de prótesis e implantes quirúrgicos. El abanico es amplio.
Porque en este sentido, la idea, en esencia, del LNN siempre ha sido crear “tecnología que pudiese ser portable”, algo que se plasma con rotundidad en este proyecto, focalizado en las tecnologías médicas abiertas ‒y desarrollado en el ámbito del programa MAC, a imagen y semejanza de su predecesor, finalizado en 2020‒ que tiene prevista su culminación en 2023.
Es otra de las muchas iniciativas que ocupan el tiempo de este investigador, director de servicio, de laboratorio y profesor de Fisiología de la Universidad de La Laguna que, sin embargo, deja entrever que a esos logros indiscutibles que lo han convertido en un referente en la investigación en neurociencia se suma otro, no menos importante: haber conformado un equipo multidisciplinar capaz de perseguir tantos retos como él.
