Resonancia Magnética Funcional (fMRI)

¿Qué es la Resonancia Magnética Funcional?

La resonancia magnética funcional (fMRI) y/o resonancia magnética cerebral (RM Cerebral), consiste en la obtención de imágenes detalladas de los órganos y tejidos internos, empleando para ello ondas de radiofrecuencia y un imán muy potente. Mide los cambios metabólicos que ocurren en una parte del tejido cerebral en actividad, siendo útil no solamente para el estudio de la anatomía del cerebro sino que además puede ayudar a determinar exactamente qué área del mismo es la que está desempeñando cada función.

El término Resonancia Magnética (RM) Funcional con “F mayúscula” incluye otra serie de técnicas dentro de la RM que son sensibles a cambios fisiológicos como, por ejemplo, el movimiento del agua. La Resonancia Magnética funcional “con f minúscula” se refiere en general al estudio de la actividad cerebral con la obtención de mapas de la misma. (Sociedad Española de Radiología Médica, SERAM, Octubre 2010).

¿Para qué sirve la Resonancia Magnética Cerebral?

Los equipos convencionales de RM están formados por un imán cilíndrico en el cual se introduce el paciente y en el que éste debe permanecer quieto durante el tiempo que dure la exploración, puede ocurrir por tanto que el paciente se sienta encerrado o tenga una sensación de claustrofobia.

La RM utiliza ondas de radiofrecuencia y un campo magnético muy potente en lugar de utilizar rayos X para obtener imágenes de gran detalle de los órganos y tejidos internos. La fMRI utiliza esta tecnología para identificar regiones o áreas del cerebro donde se está produciendo un aumento de la cantidad de oxígeno, proceso que se da cuando un área cerebral se tiene que activar para enviar instrucciones al organismo.

En los estudios de fMRI el sujeto realiza una actividad determinada mientras el equipo está obteniendo imágenes. El metabolismo del área del cerebro responsable de esta actividad aumentará y la señal en el estudio de RM variará. Realizando diferentes tareas específicas que se corresponden con diferentes áreas anatómicas podemos localizar la región del cerebro responsable de una función determinada, que se está activando en cada momento. (Sociedad Española de Radiología Médica, SERAM, Octubre 2010).

El sujeto objeto de estudio se acomoda en la mesa móvil con la cabeza dentro de un casco diseñado para evitar el movimiento durante la prueba. Durante la exploración el paciente recibe diversas instrucciones para la realización de actividades cognitivas y de compra de diversos productos. Además puede comunicarse con el radiólogo o con el técnico a lo largo de toda la exploración. El estudio tiene una duración aproximada de 30 minutos por sujeto, durante los cuales no puede moverse, dado que se están obteniendo las imágenes.

Riesgos y ventajas de la fMRI

Con respecto a las ventajas, la fMRI puede identificar la localización de las diferentes áreas funcionales normales del cerebro. Además las imágenes funcionales del cerebro y de otras estructuras cerebrales que se obtienen con la fMRI son más detalladas que las que se obtienen con otros métodos de imagen. Con esta técnica se evita la exposición a la radiación.

Con respecto a los riesgos, consideraremos que los fragmentos metálicos pueden ser atraídos por el imán si el paciente tiene un objeto metálico y lo desconoce. La fMRI debe evitarse en las primeras 12 semanas de embarazo.

En cuanto a las limitaciones, la fMRI se encuentra en evolución y va avanzando progresivamente. Es tan precisa como otros métodos de imagen para localizar la actividad cerebral, pero existe menos experiencia en la fMRI que en otras áreas de la RM.

Efecto Bold

Mediante la fMRI se puede observar si las zonas cerebrales que se activan en cada una de las fases del experimento corresponden a áreas responsables de la regulación o de la actividad emocional o cognitiva, y se mide la respuesta o efecto BOLD (Blood Oxigen Level Dependent). Para cada sujeto se toma una imagen estructural ponderada en T1, y la serie temporal de imágenes funcionales.

La imagen estructural es una secuencia ponderada en T1 (vóxel= 1.0×1.0x1.0 mm; 100 cortes), como referencia anatómica, para descartar problemas neurológicos y para la localización de los resultados del análisis estadístico.

Las imágenes funcionales (BOLD) consisten en la orientación axial utilizando una secuencia echo-plannar (vóxel= 3.6 x 3.6 x 5 mm; 20 cortes) y adquiriendo un volumen cerebral completo cada 3 s durante la realización de la tarea, hasta un total de 150 volúmenes para cada sujeto.

La fMRI con técnica BOLD se basa en la relación existente entre la actividad neuronal local y el flujo sanguíneo hacia el área de actividad, de forma que cuando la actividad neuronal se incrementa localmente, se puede observar un aumento en el aporte de sangre oxigenada hacia esa región (respuesta hemodinámica). La respuesta hemodinámica consiste en un aumento de la vasodilatación local en respuesta a las sustancias vasoactivas liberadas y a la actividad de las terminaciones nerviosas en las paredes de la microvasculatura en relación con la actividad cerebral. El aumento en el aporte de sangre oxigenada es mayor proporcionalmente  que el aumento del consumo celular de oxígeno relacionado con la activación neuronal.

El análisis estadístico es imprescindible para evaluar el efecto del ruido por fluctuaciones físicas y fisiológicas en los cambios  de señal observados entre condiciones de reposo y de actividad, y si en el análisis estadístico se determina que es muy improbable que estos cambios de señal sean debidos al azar,  se acepta una verdadera diferencia  entre condiciones.

En la fMRI se denomina paradigma al conjunto de actividades que ha de realizar el paciente en una determinada secuencia temporal durante la adquisición de las imágenes. Básicamente existen dos grandes tipos de diseño de paradigmas: diseño en bloques (block design) y diseño relacionado con eventos (event-related design). En el diseño en bloques el paradigma está formado por una secuencia de bloques, de modo que el paciente alterna bloques en los que realiza una actividad y bloques en los que el paciente está en reposo o realiza una tarea que se toma como situación control; en cada bloque las respuestas hemodinámicas se superponen y acumulan, alcanzando una meseta. En el diseño relacionado con eventos las actividades y las tareas de control se alternan de forma individual, en una sucesión rápida, habitualmente en orden aleatorio o pseudoaleatorio.  Aunque los diseños  relacionados con eventos permiten evaluar las características de la respuesta hemodinámica en una región específica del cerebro durante una determinada actividad, los diseños en bloques tienen un mayor poder de detección de la activación desde un punto de vista estadístico y su análisis es más sencillo.