Huellas digitales cerebrales ayudarían a detectar alzhéimer temprano

La enfermedad de Alzheimer (EA) se caracteriza porque comienza a desarrollarse mucho antes de que el afectado empiece a manifestar los primeros síntomas, como las pérdidas de memoria y la confusión o las alteraciones de conducta, y ahora se ha descubierto que su presencia se puede detectar precozmente gracias a ‘huellas dactilares cerebrales’ o sutiles diferencias en el funcionamiento del cerebro de los adultos mayores que aparecen cuando este tipo de demencia se encuentra en la fase preclínica.

El hallazgo es fruto de una investigación realizada por neurocientíficos de la Universidad Médica de Carolina del Sur (MUSC), que han diseñado mapas individualizados de la función cerebral gracias a una nueva técnica de análisis de imágenes cerebrales, que les han permitido observar si existían vínculos entre los sutiles cambios en la función cerebral y la reducción del rendimiento cognitivo que se ha valorado a través de pruebas basadas en el comportamiento.

Con este método se podría mejorar el estudio de la fase preclínica del alzhéimer, lo que podría ayudar a comprender cómo se inicia y progresa la enfermedad. “Estudios anteriores no han encontrado una asociación entre la función cerebral y el comportamiento en la EA preclínica”, ha declarado Andreana Benítez, que ha codirigido el estudio. “Usando estos mapas individualizados de la función cerebral, encontramos una razón potencial basada en el cerebro para cambios cognitivos muy sutiles en esta fase temprana de la enfermedad”.

Cambios sutiles en la función cerebral al inicio del alzhéimer

Los investigadores observaron la actividad cerebral mediante un tipo de mapa cerebral denominado conectoma funcional que mide cómo se comunican entre sí las diferentes regiones del cerebro. Stephanie Fountain-Zaragoza, que también ha dirigido el trabajo, explica que es como si el cerebro fuese una ciudad y sus regiones se agrupasen en barrios conectados por carreteras. Con el conectoma funcional se observa la actividad en esa ciudad: lo que sucede en cada vecindario y cómo fluye el tráfico entre ellos.

Determinados cambios en la huella digital del cerebro se relacionaron con un peor procesamiento de la información en personas con acumulaciones de beta amiloide o alzhéimer en fase preclínica

Para realizar el nuevo estudio, sin embargo, utilizaron un conectoma funcional individualizado desarrollado por un colaborador, Hesheng Liu, que les permitió llevar a cabo una forma de análisis de imágenes novedosa y altamente sensible para apreciar cómo funcionan estos vecindarios en las personas. Así, mientras los conectomas funcionales tradicionales emplean un promedio de los cerebros de muchas personas como un mapa para las regiones cerebrales funcionales, el método creado por Liu puede mostrar los patrones únicos de la función cerebral de cada individuo.

“Todos tenemos las mismas partes funcionales de nuestro cerebro, pero están posicionadas de manera ligeramente diferente, como una especie de huella digital”, ha señalado Fountain-Zaragoza. “Este método crea una huella digital cerebral individualizada que refleja con mayor precisión dónde se encuentran las diferentes regiones funcionales en el cerebro de cada individuo”.

Con esta novedosa técnica de toma de huellas dactilares cerebrales los investigadores buscaron cambios sutiles en la función cerebral en 149 individuos de entre 45 y 85 años que no presentaban signos de deterioro cognitivo. Se realizaron tomografías PET del cerebro de todos ellos y se les dividió en dos grupos dependiendo de si los resultados de la prueba mostraban evidencia de acumulación temprana de proteína beta-amiloide, o no, y también se les sometió a resonancias magnéticas que sirvieron para generar las huellas dactilares del cerebro.

Posteriormente, estos científicos comprobaron la forma en la que cada uno de los dos grupos realizaban pruebas de procesamiento de información basadas en el comportamiento y encontraron que determinados cambios en la huella digital del cerebro se relacionaron con un peor procesamiento de la información en aquellos participantes que tenían acumulaciones de beta amiloide o enfermedad de alzhéimer preclínica.

En los participantes con alzhéimer en fase preclínica, el procesamiento de la información era peor en los que presentaban una conectividad entre redes superior a la habitual, o demasiada actividad en las autopistas del cerebro. Por el contrario, el procesamiento de la información era mejor en los que tenían una mayor conectividad dentro de la red o más actividad cerebral en los ‘vecindarios’ importantes del cerebro.

“Un cerebro sano normalmente tiene un equilibrio de conectividad dentro y entre sus redes”, ha dicho Fountain-Zaragoza. “Descubrimos que, en la EA preclínica, cuando la acumulación de amiloide está presente en el cerebro, este equilibrio puede alterarse, lo que puede llevar a que la información ya no se procese de manera tan eficiente”.

Los resultados del estudio se han publicado en Brain Connectivity y revelan que los conectomas funcionales individualizados son capaces de detectar sutiles variaciones en la función cerebral que podrían pasar desapercibidas empleando las técnicas convencionales de análisis de imágenes cerebrales, y sugieren que las primeras fases de la acumulación de beta-amiloide podrían afectar la función de las redes cerebrales y cambios en su conectividad incluso antes de que se aprecien los síntomas del deterioro cognitivo, por lo que este desequilibrio en la conectividad podría ser un buen objetivo al que dirigir las terapias de los pacientes con alzhéimer.