Cuando no hacemos nada el consumo energético de nuestro cerebro viene a ser el 90% de cuando está a pleno rendimiento. ¿Qué hace el cerebro cuando no está haciendo nada? Hasta ahora la investigación en neurociencias se ha basado en comprobar qué se activa en nuestro cerebro cuando realizamos una tarea. Sin embargo, el funcionamiento “al ralentí” del mismo revela que hay algo que nos estamos perdiendo. Acaba de constituirse en España la SRSN , una red de investigadores con el objetivo de contribuir al conocimiento del cerebro en reposo.
Entrevistamos a María de la Iglesia , del Grupo de Imágenes Médicas del Instituto de Informática Biomédica de la Universidad Politécnicala SRNS , para que nos explique en qué consiste y cuáles son los objetivos de esta red.
Experientia docet: ¿Qué es la SRSN ?
María de la Iglesia : La SRSN son las siglas correspondientes a la “Spanish Resting State Network”. Se trata de una estructura de cooperación entre distintos grupos de investigación en neurociencias pertenecientes a países de habla hispana.
El propósito principal es el estudio de las conexiones intrínsecas cerebrales que se observan a través de los cambios de baja frecuencia en la señal dependiente del nivel de oxigenación en sangre (BOLD) en personas que no están realizando ninguna tarea.
ED: ¿Por qué no se ha aplicado hasta ahora la metodología de ciencia basada en el descubrimiento al estudio del cerebro humano?
MdlI: Para poder aplicar la metodología basada en el descubrimiento son necesarios dos factores críticos que no se habían dado hasta el momento. El primero de ellos es la capacidad de obtener una cantidad de información masiva del problema a resolver. En la actualidad, gracias a la popularización de la Resonancia Magnética Funcional ya es posible realizar la adquisición de imagen cerebral de forma masiva. Por otra parte, también resulta necesario disponer de la capacidad para analizar esa gran cantidad de información. Gracias al desarrollo de las ciencias de la computación y metodologías de análisis como ICA o Análisis de vóxel semilla, es posible en la actualidad abordar el estudio de esta gran cantidad de datos para poder obtener conclusiones grupales.
Ya Marcus E. Raichle comentó en una entrevista realizada por Eduard Punset que un 20% de la energía total que emplea el organismo es consumida por el cerebro, pero toda esa energía no se utiliza para resolver un problema o tarea determinada. ¿Para qué se utiliza esta energía? Esto fue lo que le condujo a escribir un artículo en la revista Science titulado “The Brain’s Dark Energy”.
Aquí se puso de manifiesto el hecho de que hasta ahora la función cerebral se ha estudiado principalmente aplicando una tarea y observando las áreas cerebrales que se activan en el desarrollo de esta tarea. Sin embargo, esto solo supone un incremento del 10% en el consumo metabólico del cerebro. ¿En qué se emplea el 90% restante? No es que el cerebro no haga nada en estado basal, es que aún no sabemos qué está haciendo, y el objetivo de este proyecto es averiguarlo. Se pretende investigar los circuitos intrínsecos del cerebro y ver cómo diversas patologías afectan a este comportamiento, estudiándolos a través de la adquisición de una sencilla secuencia de resonancia magnética.
ED: ¿Se genera un volumen de datos significativo sobre la actividad el cerebro en estado de reposo en España y países iberoamericanos?
MdlI: Este es precisamente el objetivo del proyecto. La capacidad existe, pero hay que concienciar a más grupos para que realicen estas adquisiciones y las compartan. Esto es lo que pretendemos conseguir a partir de ahora. Desde la coordinación queremos evaluar las adquisiciones que están realizando los distintos grupos de investigación al respecto para tener una perspectiva de la situación general.
Los datos necesarios para realizar este proyecto, como ya hemos comentado, se obtienen mediante la toma de una secuencia de resonancia magnética funcional en estado de reposo, lo cual resulta sencillo y viable, por lo que queremos invitar a los distintos grupos de investigación a que se animen a tomar en sus proyectos este tipo de datos.
ED: Si tenemos en cuenta la influencia que el entorno y la experiencia pueden tener en el desarrollo del cerebro, una diferencia importante con el estudio del genoma, ¿hasta qué punto son realmente integrables los distintos grupos de datos obtenidos?
MdlI: Dada la plasticidad cerebral existe una mayor dificultad para establecer conclusiones generales sobre todos los datos obtenidos. Es muy importante recoger las variables más relevantes (datos demográficos) para que quede reflejado el entorno, y así poder realizar comparativas poblacionales.
Olaf Sporns, un profesor de neurociencias en la Universidad de Indiana (EE.UU.), publicó un artículo en 2005 en el que atribuía los defectos a gran escala de la investigación en neurociencia general a la ausencia de una descripción anatómica de base, “fundacional”, del cerebro. Antes de ponerse a investigar, era necesario hacer un mapa. Sporns propuso llamar a este mapa el “conectoma”. El nombre, obviamente, hace recordar a un proyecto importantísimo que había concluido dos años antes con éxito, el Proyecto Genoma Humano. El proyecto al que estaba dando nombre no era menos ambicioso: un atlas sistemático y completo de todas las conexiones del cerebro en un adulto sano.
Unos pocos años después, Los Institutos Nacionales de la Salud (NIH, por sus siglas en inglés) de los Estados Unidos hicieron suya la idea de Sporns y lanzaron el Proyecto Conectoma Humano (HCP, por sus siglas en inglés), con la esperanza de crear un mapa completo del cerebro adulto sano para 2015. El proyecto de los NIH intenta trazar las conexiones a gran escala entre regiones cerebrales tanto a nivel de estructura como función. La especificidad del objeto de a investigación (adulto y sano) presupone la eliminación de muchas fuentes de variabilidad en los datos, haciéndolos muy integrables.
Por ahora, el NIH espera conseguir su objetivo a cinco años de tener completado un mapa región a región potenciando la colaboración entre científicos, muchos de los cuales han pasado años trabajando aisladamente, usando técnicas no verificadas y con pocas reproducciones de los datos obtenidos en laboratorios diferentes.
El impacto del HCP sobre la neurociencia será importantísimo, similar al Proyecto Genoma Humano. De hecho, habrá un antes y un después del HCP. La SRNS intenta coordinar la contribución española al HCP.
ED: Este parece un trabajo de pura investigación básica en el que se va a explorar el cerebro en el más amplio sentido de la palabra, ¿están preparadas las instituciones para financiar proyectos tan generales?
MdlI: Por supuesto que sí. De hecho, la Agencia Valenciana de Salud se ha puesto en marcha para contribuir en este proyecto desde la propia administración pública, aportando la gran cantidad de datos que se podría obtener desde la red de hospitales públicos de la Generalitat Valenciana. En concreto el Dr. Luis Martí-Bonmatí está avalando este proyecto, tanto desde el nuevo Hospital de la Fe como desde el Hospital Quirón de Valencia. El sobrecoste de tiempo que genera alargar una exploración de cabeza 5 minutos es relativamente barato comparado con el beneficio científico y médico del conocimiento aportado. Si consiguiéramos extrapolar este proyecto al resto de comunidades estaríamos proporcionando un gran arsenal de información que podría estar disponible para cualquier grupo de investigación, abaratando así los costes de los proyectos nacionales tipo FIS.
ED: El compartir datos de investigación es clave para los objetivos de la SRSN , ¿cómo se articula su funcionamiento para asegurar una contribución proporcionada, evitar duplicidades en la explotación de los datos y el respeto a los derechos intelectuales de los contribuyentes?
MdlI: Desde la SRSN queremos difundir la importancia de compartir datos y conocimiento como filosofía general de trabajo. Sabemos lo difícil que resulta para los grupos de investigación poder conseguir financiación para sus proyectos. Como primer paso, lo que intentamos es compartir sólo datos controles, estableciendo un patrón con el que poder comparar nuestras hipótesis o simplemente poder evaluar los distintos métodos que van surgiendo.
La adquisición de imágenes de pacientes (para investigar patologías) debe ser gestionada y custodiada por los diversos grupos de investigación hasta que sean publicados los resultados de estas investigaciones. Nuestro objetivo es que estas imágenes no queden posteriormente guardadas en un cajón y, una vez amortizadas, se pongan a disposición de la comunidad científica, debidamente anonimizadas y epidemiológicamente etiquetadas, para posibles proyectos multicéntricos futuros.
ED: ¿Qué objetivos fundamentales distinguen a la SRSN dentro del Proyecto 1000 Conectomas Funcionales? ¿Qué plazo se ha establecido para conseguirlos?
MdlI: Los objetivos del 1000 Conectomas Funcionales y la SRSN son comunes. En nuestro caso, aunamos grupos por proximidad geográfica y lingüística, lo cual favorece la cooperación entre ellos. Además hemos establecido objetivos específicos en el acta fundacional de la SRSN :
· Promover desde España la construcción de una base de datos en la que se incluyan todas las etapas del desarrollo, lo que todavía no se ha llevado a cabo por el proyecto ‘1000 Functional Connectomes Project’. Se trata de una oportunidad importante de contribución a la ciencia internacional, partiendo de la construcción de estas bases de datos.
· Iniciar una red o asociación de investigadores que estén interesados en compartir recursos y conocimientos sobre la conectividad intrínseca cerebral mediante estudios de Resonancia Magnética funcional (RMf) en reposo (rs-fMRI, resting state functional MR Imaging).
· Esta red se establece con el objetivo fundamental de aunar los esfuerzos del mayor número de centros posibles que trabajan con rs-fMRI.
· Para alcanzar este propósito se utilizará la plataforma NITRC (Neuroimaging Informatics Tools and Resources Clearinghouse) actualmente financiada por el NIH Blueprint for Neuroscience Research, perteneciente al proyecto “1000 Functional Connectomes Project”. Esta plataforma servirá como repositorio donde todas las imágenes incorporadas, una vez aceptadas, procesadas y publicadas, se puedan compartir y utilizar. Junto a las imágenes se dispondrá de determinada información demográfica (como sexo, edad, nivel de estudios, lateralidad). Los sujetos y la institución deberán aceptar que las imágenes y ciertos datos demográficos se puedan distribuir y analizar de forma totalmente anónima, protegiendo siempre la confidencialidad de los datos de los pacientes. Se definirá una política de respeto de los derechos intelectuales de cada grupo investigador.
· Esta red pretende colaborar en el proyecto Connectome aportando un gran número de muestras que permitan trabajos fiables y faciliten el acceso a más recursos, tanto nacionales como internacionales.
· Además, se plantea como objetivo la creación de un foro internacional dentro de la plataforma NITRC, donde compartir ideas e iniciativas entre los diferentes centros (en inglés y español). No es requisito hacer conectividad rs-fcMRI para tal participación. Cualquier centro u organismo interesado en neuroimagen y en su aplicación clínica puede adherirse.
Destacar la importancia de poder disponer en estos momentos de una serie de datos que ya existen en la plataforma, aportados por la comunidad internacional que trabaja con rs-fMRI y que aportarán tanto a la red como al foro, un apoyo en cuestiones especificas de rs-fMRI y en el intercambio de ideas, de esta forma los grupos se podrán beneficiar tanto de los datos adquiridos hasta la fecha como de la necesidad de contribuir con datos adicionales.
El plazo previsto para conseguir los objetivos es de dos años.
Agradecemos muy sinceramente a María de la Iglesia su gentileza al responder estas preguntas y le deseamos a ella y a toda la red los mayores éxitos. Desde Experientia docet seguiremos atentos a los resultados.
1 comentario:
Muy interesante.
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