El cerebro de un bebé en desarrollo no es sólo una versión reducida del cerebro de un adulto, sino que está diseñado exclusivamente para prepararse para el mundo exterior. Tiene estructuras y funciones cuyo único papel es establecer los circuitos básicos necesarios para la vida después del nacimiento, que luego desaparecen una vez que han cumplido con su deber. Sabemos, al estudiar los bebés nacidos prematuramente que incluso en esta etapa muy temprana el cerebro es extremadamente activo, pero de una manera que es muy específica para ese momento de la vida.
Los estudios en animales han demostrado que las células inmaduras del cerebro se disparan por sí solas, un poco como las células del marcapasos en el corazón. La activación de estas células está extremadamente coordinada para que pueda proporcionar las instrucciones iniciales para el cableado y el mantenimiento de los circuitos neuronales del cerebro de un bebé. Estos son pasos iniciales fundamentales que, si se interrumpen o alteran, pueden alterar todo el proceso por el cual el cerebro madura. Dada su importancia, queríamos estudiar estos pasos en los recién nacidos prematuros.
Ráfagas de actividad
A medida que las neuronas dentro del cerebro se comunican entre sí utilizando señales eléctricas, podemos medir esta actividad como «ondas cerebrales» usando sensores de EEG (electroencefalografía) posicionados en la cabeza. Algunos de los investigadores del University College de Londres han utilizado con éxito este método en los últimos 20 años para ver la actividad durante las convulsiones y para estudiar cómo el cerebro de un bebé puede procesar el tacto y el dolor incluso antes del momento del parto normal.
El EEG también se puede usar para registrar la actividad en el cerebro de un bebé prematuro al descansar, y ha demostrado que consiste en descargas enormes que normalmente no se ven en ningún otro momento. Pero lo que nunca se ha sabido es en qué parte concreta del cerebro esta actividad está ocurriendo realmente.
La clave para resolver esta cuestión era combinar las grabaciones de EEG con imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI). Cuando las neuronas en el cerebro en pleno funcionamiento, que requieren de combustible (oxígeno y glucosa), y es llevado a la zona «activa» a través del torrente sanguíneo.
Con el uso de fMRI, es posible medir con precisión los cambios en el oxígeno y los niveles de flujo sanguíneo en todo el cerebro, con una precisión de unos pocos milímetros. Pero esto es sólo en una escala de tiempo que el escáner de resonancia magnética y los cambios de flujo sanguíneo relativamente lento permiten. Por lo tanto, la combinación de EEG (que puede medir la actividad eléctrica rápida, pero se esfuerza por localizarla) y fMRI (que mide la respuesta del flujo sanguíneo lento acoplado, pero puede localizarla con precisión) fue ideal para descubrir dónde vienen las ráfagas de actividad dentro del cerebro de un bebé prematuro.
Descubrimiento de la “Ínsula”
Este tipo de experimento nunca se había hecho antes y se sabía que sería muy difícil, por lo que colaboraron varios equipos con un equipo en el King’s College de Londres, que tenía una amplia experiencia y conocimiento de los métodos fMRI. Se registró la actividad cerebral de diez niños prematuros mientras estaban naturalmente dormidos con las dos técnicas simultáneamente.
Y los primeros datos de este estudio, publicado en eLife, sugirieron dónde se estaban generando las ondas cerebrales prematuras.
Cada bebé tenía frecuentes ráfagas de actividad en su EEG y con fMRI se pudo ver que la mayoría de ellos provenían de una pirámide escondida en forma de región del cerebro llamada la ínsula. Esta es una isla de corteza («insula» es latina para isla) que en adultos cubre roles muy diversos, ya que reúne información física básica con señales emocionales, cognitivas y de motivación.
Los científicos han demostrado en este estudio que esta región específica del cerebro, a la que se ha prestado poca atención hasta ahora, también desempeña un papel importante en la generación de la actividad crítica que moldea el cerebro en desarrollo. De hecho, crece más rápido que otras regiones del cerebro y forma conexiones con el resto del cerebro durante el último trimestre de gestación en el útero. El ser muy prematuro un bebé y el uso recreativo de drogas durante el embarazo tiene un efecto adverso en esta región del cerebro.
La tasa de nacimientos prematuros está aumentando en muchos países europeos y especialmente en el Reino Unido, donde el número de bebés nacidos a las 22-25 semanas de gestación y admitidos a cuidados intensivos en los últimos años ha aumentado en un 44%.
Estos bebés son más propensos a sobrevivir gracias a los avances modernos en la atención hospitalaria, pero están expuestos a un mayor riesgo de problemas en el neuro-desarrollo. Esto podría ser debido a que han nacido demasiado pronto y su cerebro no está listo ya que todavía está pasando por los pasos de desarrollo que debería haber sucedido en el entorno protegido de la matriz. Como resultado, el cerebro prematuro es más susceptible a lesiones que pueden conducir a discapacidades.
Por lo tanto, es de fundamental importancia comprender cómo el cerebro en desarrollo trabaja para informar al cuidado de esta población vulnerable. Y estos resultados pueden ofrecer nuevas y emocionantes oportunidades para monitorear cómo el cerebro y su actividad se desarrolla en bebés prematuros y una nueva comprensión de cómo la lesión temprana en última instancia conduce a discapacidades.
