CIENCIA. Bebés identificados por sus conexiones cerebrales

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Las huellas conectómicas pueden ser utilizadas no solo para la identificación de individuos sino para la detección precoz de patologías.

La Universidad Politécnica de Madrid ha participado en un estudio internacional cuyas conclusiones señalan que las características que hacen que un cerebro determinado se distinga de otros ya existen al nacer. De manera similar a una huella dactilar, las conexiones entre distintas áreas cerebrales permiten la identificación de un bebé.

11 octubre 2022.- La conectividad estructural y funcional cerebral en adultos es específica y estable en el tiempo por lo que, a la manera de una huella dactilar, se ha visto que puede usarse para identificar sujetos. Es lo que se conoce como huella conectómica. El cerebro de los recién nacidos es muy diferente al de los adultos, con cambios muy rápidos en el tiempo. 

Un equipo internacional de investigadores, del que ha formado parte la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), ha mostrado que, pese a estos rápidos cambios, la conectividad estructural del cerebro permite la identificación de individuos durante varias semanas alrededor del nacimiento, mientras que la conectividad funcional presenta mayores limitaciones para ello. 

El estudio concluye que las huellas conectómicas pueden ser utilizadas no solo para la identificación de individuos sino para la detección precoz de patologías.

Conectograma cerebral. A derecha e izquierda se agrupan regiones de cada hemisferio, con sus atributos en anillos concéntricos y sus conexiones mediante líneas. Fuente: Van Horn JD, et al. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0037454.g002

El trabajo ha sido liderado por la investigadora Judit Ciarrusta, del King’s College de Londres, en colaboración con la Universidad Pompeu Fabra, la Universidad Católica de Lovaina, la Universidad de Oxford, la UPM, el Imperial College de Londres y la Universidad Técnica de Múnich. El estudio parte de mediciones sobre conectividad cerebral en un conjunto de sujetos prematuros unas pocas horas después del nacimiento. Para ello se usaron técnicas de resonancia magnética de difusión y funcional, sensibles respectivamente a la estructura y función del cerebro. 

Estas medidas se repitieron sobre el mismo grupo de sujetos unas pocas semanas después y mediante métodos estadísticos se trató de identificar a los bebés por la similitud entre medidas en los dos momentos considerados. Mientras que esto fue posible en un 65% de los casos para las medidas estructurales, solo se llegó a un 10% de aciertos para las medidas funcionales. Además, se estudiaron las capacidades de identificación de sujetos a partir de distintas áreas cerebrales, proporcionándose con ello información sobre los cambios debidos a la maduración de dichas áreas alrededor del nacimiento, así como sobre las diferencias que presentan entre individuos.

El Grupo de Investigación en Tecnologías de Imágenes Biomédicas (BIT) de la UPM −perteneciente al CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina del Instituto de Salud Carlos III (ciber-bbn-isciii)− ha colaborado en el estudio desarrollando técnicas avanzadas de imagen. Como señala Lucilio Cordero, miembro del BIT y que ha formado parte del equipo de colaboradores del estudio, “hemos contribuido con métodos de reconstrucción y corrección de movimiento en resonancia funcional y de difusión, los cuales resultan fundamentales para obtener datos de calidad en esta población, ya que es muy difícil que los bebés no se muevan durante la adquisición de las imágenes en el escáner de resonancia magnética”.

Aunque existen estudios similares en adultos, e incluso en adolescentes y niños, este es el primer estudio de esta clase realizado en recién nacidos. Los resultados sugieren que la conectividad estructural proporciona una huella individual relativamente estable y presente en el momento del nacimiento mientras que la conectividad funcional podría encontrarse en una etapa más inmadura o dinámica, o presentar más dificultades para su interpretación. 

“El estudio proporciona información importante para determinar el grado de maleabilidad de distintas propiedades del cerebro de los bebés, con el objetivo último de ayudar a diseñar procedimientos personalizados para favorecer un neurodesarrollo adecuado”, concluye el investigador Lucilio Cordero.

Más información. J. Ciarrusta, D. Christiaens, S. P. Fitzgibbon, R. Dimitrova, J. Hutter, E. Hughes, E. Duff, A. N. Price, L. Cordero-Grande, J.-D. Tournier, D. Rueckert, J. V. Hajnal, T. Arichi, G. McAlonan, A. D. Edwards, D. Batalle. The developing brain structural and functional connectome fingerprint. Developmental Cognitive Neuroscience, 55:101117, Jun 2022 (https://doi.org/10.1016/j.dcn.2022.101117).