Tecnología basada en luz para medir el flujo sanguíneo cerebral podría diagnosticar el ACV y la LCT

El control del flujo sanguíneo cerebral es fundamental para el diagnóstico y tratamiento de afecciones neurológicas como el accidente cerebrovascular (ACV), la lesión cerebral traumática (LCT) y la demencia vascular. Sin embargo, los métodos de imagen actuales, como la resonancia magnética (RM) y la tomografía computarizada (TC), son costosos y de difícil acceso. Ahora, un grupo de científicos ha desarrollado un nuevo dispositivo no invasivo que utiliza luz láser para medir el flujo sanguíneo cerebral de manera rápida y asequible, allanando el camino para una aplicación clínica más amplia.

Para desarrollar el dispositivo, investigadores del USC Neurorestoration Center (Los Ángeles, CA, EUA) y del Instituto Tecnológico de California (Caltech, Pasadena, CA, EUA) adaptaron una técnica de investigación conocida como espectroscopia óptica de contraste de moteado (SCOS, por sus siglas en inglés), tradicionalmente utilizada en estudios con animales, para su posible aplicación en humanos. El dispositivo capta la luz láser dispersada por las células sanguíneas en movimiento mediante una cámara de alta resolución, proporcionando información en tiempo real sobre el flujo y el volumen sanguíneo dentro del cerebro.

En su investigación más reciente, los científicos buscaron confirmar que la técnica SCOS realmente mide el flujo sanguíneo dentro del cerebro y no el del cuero cabelludo, una cuestión que durante mucho tiempo ha representado un desafío para la neuroimagen basada en luz. Para probarlo, el equipo bloqueó temporalmente el flujo sanguíneo del cuero cabelludo mientras mantenía la circulación cerebral normal. Los datos obtenidos de 20 participantes demostraron que, cuando el detector se colocaba a una distancia mínima de 2,3 centímetros de la fuente láser, las lecturas reflejaban con precisión el flujo sanguíneo cerebral, y no el del cuero cabelludo.

Los resultados, publicados en APL Bioengineering, constituyen la primera evidencia experimental en humanos que demuestra que los dispositivos ópticos de moteado láser pueden penetrar las capas del cuero cabelludo para captar señales sanguíneas específicas del cerebro. Estos hallazgos no solo validan la precisión de SCOS, sino que también proporcionan un marco técnico para los investigadores que desarrollan otras herramientas de monitorización cerebral basadas en la luz.

Debido a su diseño compacto, económico y no invasivo, el sistema SCOS ofrece un enorme potencial para aplicaciones clínicas. Eventualmente podría utilizarse para evaluar el riesgo de accidente cerebrovascular, detectar lesiones cerebrales traumáticas y monitorear la salud cerebral en pacientes con demencia. La técnica ya está siendo empleada por equipos colaboradores para ayudar en el diagnóstico de ACV y LCT, y se están realizando mejoras adicionales para optimizar la resolución de imagen y la precisión de los datos.

“Observamos directamente a los seres humanos prácticamente del mismo modo en que se aplicará la herramienta, por lo que no hay pérdida de información en la traducción”, afirmó Charles Liu, MD, PhD, profesor de neurocirugía clínica en la Escuela de Medicina Keck de la USC y director del USC Neurorestoration Center. “Con el conocimiento de que ahora estamos midiendo exactamente lo que pretendemos medir, ampliaremos las pruebas de esta técnica en pacientes en entornos clínicos”.

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USC Neurorestoration Center
Caltech