"Es posible hacer esc¨¢neres cerebrales con luz ordinaria"

Los programas de Gabor Herman, pensados para perfeccionar la moderna t¨¦cnica de imagen PET (iniciales, en ingl¨¦s, de tomograf¨ªa por emisi¨®n de positrones), son inmediatamente aplicados por otro grupo en su misma Universidad de Pensilvania (EE UU), justamente el que public¨® el pasado viernes un estudio sobre las diferencias de actividad metab¨®lica en el cerebro de hombres y mujeres. Pero del trabajo de este matem¨¢tico brit¨¢nico, de 53 a?os, se est¨¢n beneficiando hasta los historiadores. A uno de sus algoritmos se debe la construcci¨®n de los primeros esc¨¢neres en la d¨¦cada de los setenta. Herman colabora con el ¨¢reade bioinform¨¢tica del Centro Nacional de Biotecnologia (CNB), en Madrid, con cuyos investigadores ha venido a trabajar durante unos meses.Pregunta. Al principio de su trabajo con esc¨¢neres, ?imaginaba que con ellos se investigar¨ªan cuestiones como la sensibilidad o la agresividad de las personas?

-Respuesta. No. El enfoque era puramente anat¨®mico. Pero no me sorprende mucho porque hab¨ªa investigadores estudiando la memoria y otros procesos funcionales con tejido cerebral de animales. La diferencia es poder hacerlo sin tener que diseccionar el cerebro.

P. ?En qu¨¦ se diferencian los primeros esc¨¢neres y las modernas t¨¦cnicas de imagen, como la PET o la resonancia magn¨¦tica nuclear (RMN)?

R. El principio es el mismo: hay radiaci¨®n que atraviesa un cuerpo y se deforma. En la se?al registrada al final se observa esta interferencia y, en funci¨®n de c¨®mo sea, hay que averiguar c¨®mo es el cuerpo que la produjo. En los primeros esc¨¢neres de tomograf¨ªa computerizada se empleaban rayos X. En las PET, la radiaci¨®n se introduce en la sangre del paciente en forma de glucosa con un marcador radiactivo; seg¨²n c¨®mo y d¨®nde se consuma esta energ¨ªa en el cerebro se registrar¨¢ una se?al distinta. Las c¨¦lulas tumorales, por ejemplo, necesitan m¨¢s sangre, que las sanas..Los bigotes de una rata

P. ?Se har¨¢n con estas t¨¦cnicas los mapas del cerebro humano?

R. S¨ª, de hecho ya los hay, Con la PET se ve la zona que m¨¢s trabaja (y m¨¢s energ¨ªa gasta) cuando escuchamos m¨²sica, por ejemplo. Sin embargo, la resoluci¨®n es muy baja todav¨ªa -de mil¨ªmetros- y en el cerebro los detalles son mucho m¨¢s peque?os. Esto, en principio, se podr¨ªa mejorar, pero est¨¢ la cuesti¨®n es que no se puede introducir is¨®topos radiactivos arbitrariamente en personas. Se usan sobre todo con animales de experimentaci¨®n, claro que as¨ª s¨®lo sabr¨¢s qu¨¦ pasa cuando acaricias los bigotes a una rata, y no creo que reaccione como una persona ante un cuadro de Picasso. Por eso se buscan t¨¦cnicas para tener m¨¢s resoluci¨®n con menos riesgo.

P. ?Cu¨¢les podr¨ªan ser las nuevas t¨¦cnicas de imagen?

R. Una idea muy tentadora es emplear luz ordinaria, probablemente de longitud de onda cercada al infrarrojo, para hacer esc¨¢neres cerebrales. No es peligroso, ya hay detectores muy sensibles y los aparatos ser¨ªan peque?os. Su bajo precio tambi¨¦n permitir¨ªa repetir los experimentos frecuentemente, algo imposible con una imagen de resonancia margn¨¦tica nuclear, que cuesta unos 500 d¨®lares (unas 66.000 pesetas).

Pero la desvetaja de esta t¨¦cnica es su dificultad: el cuerpo es opaco y muy poca de la luz ordinaria que le introduces es capaz de atravesarlo y salir de nuevo para ser detectada. No es como los rayos X. Es un problema matem¨¢tico no resuelto, y tal vez su soluci¨®n sea tan inestable que una min¨²scula alteraci¨®n de la medida bastar¨ªa para dar un gran error en la imagen final del cuerpo.

P. ?C¨®mo plante¨® las ecuaciones para la construcci¨®n de un escaner?

R. Trabajaba con un bi¨®logo en un problema relacionado cori el desarrollo de plantas: quer¨ªa conocer la forma de determinadas estructuras a partir de im¨¢genes de microscopia electr¨®nica. Cuando resolvimos el problema, pensamos en su aplicabilidad en el campo de los rayos X. Es lo que llamamos un problema inverso: tratas de reconstruir un objeto midiendo su influencia sobre un fen¨®meno f¨ªsico.

P. ?Tiene otras aplicaciones este tipo de problemas matem¨¢ticos, adem¨¢s de las im¨¢genes m¨¦dicas?

R. Por supuesto. En radioastronom¨ªa se usaba ya en los a?os cincuenta, cuando no hab¨ªa telescopios con suficiente resoluci¨®n para medir la emisi¨®n de ondas de radios desde una parte concreta del cielo. Cuando la Luna pasa y va bloqueando parte de la radiaci¨®n, se toman muchas Im¨¢genes y la diferencia entre ellas proporciona una colecci¨®n de franjas que luego hay que reconstruir.

Macromol¨¦culas

P. ?Son los mismos algoritmos matem¨¢ticos de los esc¨¢neres?.

R. No, pero el enfoque es el ismo. Tambi¨¦n hay cientos de aplicaciones distintas. Para los historiadores, por ejemplo, es interesante reconstruir el interior de los ¨¢rboles para saber ¨®mo eran los anillos correspondientes a cada ¨¦poca: eso les dir¨¢ si el tiempo fue fr¨ªo, el tipo de combustible que se empleaba o si hab¨ªa actividad industrial. La cuesti¨®n es poder investigar f¨¢cilmente estos aspectos sin necesidad de cortar ¨¢rboles.

P. Durante su estancia en el CBN est¨¢ investigando la reconstrucci¨®n de macromol¨¦culas en tres dimensiones.

R. ?sta es otra aplicaci¨®n del mismo tipo de matem¨¢ticas. para medir objetos muy peque?os y usando otra forma de radiaci¨®n. Veremos si son ¨²tiles en esto los programas desarrollados en Pensilvania.