Los profesionales sanitarios llevan mucho tiempo utilizando gráficos de crecimiento para medir el desarrollo físico de los niños hasta la adultez temprana.
Aunque los avances en la tecnología de imagen han permitido investigar ampliamente cómo cambia el cerebro con el tiempo, hasta ahora el coste y la complejidad de las exploraciones cerebrales han dificultado su seguimiento a gran escala.
Los investigadores han aunado sus datos para crear una serie de gráficos cerebrales que ayudarán a los médicos a trazar con mayor precisión nuestros hitos cognitivos.
Durante décadas, los pediatras han utilizado los gráficos de crecimiento como herramientas de referencia. Estos permiten a los profesionales sanitarios registrar y medir la estatura y el peso de un niño desde el nacimiento hasta la adultez temprana. Las puntuaciones percentiles que ofrecen, sobre todo a lo largo de varias visitas, ayudan a los médicos a detectar afecciones como la obesidad o un crecimiento insuficiente, que se sitúan en los extremos de estas puntuaciones.
Mientras tanto, es posible medir el desarrollo cerebral con tecnologías de imagen como la ecografía, la resonancia magnética (RM) y la tomografía computarizada (TC). El desarrollo de estas tecnologías ha dado lugar a una gran cantidad de investigaciones sobre cómo cambia el cerebro y, cada año, se realizan millones de exploraciones cerebrales clínicas en todo el mundo. A pesar de estos avances, hay pocas medidas que ayuden a supervisar el desarrollo cerebral. ¿Por qué?
A diferencia de los gráficos de crecimiento tradicionales, cuantificar el desarrollo y el envejecimiento del cerebro conlleva numerosos obstáculos técnicos. En pocas palabras, no existe una cinta métrica para el cerebro. Esto dificulta la estandarización de las medidas entre distintos estudios. El coste y la complejidad de obtener exploraciones cerebrales hacen que los datos disponibles para generar gráficos de referencia en un solo estudio sean limitados.
Intentamos abordar este problema aunando datos del mayor conjunto posible de estudios existentes. Nos pusimos en contacto con muchos investigadores para preguntarles si estarían dispuestos a contribuir a estos gráficos de referencia. Como demuestra nuestro amplio conjunto de datos, estas solicitudes fueron recibidas con un entusiasmo abrumador. Así, un proyecto de base se convirtió en un esfuerzo colaborativo mundial que abarcó seis continentes y decenas de instituciones, cuyos resultados acaban de publicarse en la revista Nature.
Trazar hitos con gráficos cerebrales
La enorme cantidad de datos que combinamos nos permitió establecer un conjunto de gráficos de referencia para diversas características cerebrales a lo largo de la vida. Esto nos permitió trazar con precisión el momento en que se alcanzan hitos del desarrollo y el envejecimiento cerebral. Entre ellos:
El volumen de materia gris (células cerebrales) aumenta rápidamente a partir de la mitad de la gestación y alcanza su punto máximo justo antes de los seis años. Después comienza a disminuir lentamente.
El volumen de materia blanca (conexiones cerebrales) también aumentó rápidamente desde la mitad de la gestación hasta la primera infancia y alcanza su punto máximo justo antes de los 29 años.
El descenso del volumen de materia blanca empieza a acelerarse después de los 50 años.
El volumen de materia gris en el subcórtex (que controla las funciones corporales y la conducta básica) alcanza su punto máximo en la adolescencia, a los 14 años y medio.
Nuestros datos también incluyen a numerosas personas con distintos diagnósticos clínicos. Ahora podemos ver cómo se compara una persona con otras de la misma edad y sexo, y esta variabilidad nos permitió explorar las diferencias entre grupos. Como era de esperar, por ejemplo, las personas con enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer tendían a obtener puntuaciones bajas en el volumen de materia gris y blanca, los tipos de tejido cerebral más abundantes.
Más allá de las comparaciones entre grupos, estos gráficos de referencia permitirán que futuras investigaciones comparen a cada persona con una población. Esperamos que esto dé lugar a mediciones pertinentes y adaptadas a cada persona. Este avance es especialmente importante en el contexto de las enfermedades mentales: las personas pueden compartir una etiqueta diagnóstica pese a tener síntomas distintos y, quizá, causas diferentes para su afección. En última instancia, los médicos deben tratar a las personas, no a los grupos, por lo que necesitan herramientas que proporcionen información personalizada.
Un enorme esfuerzo colaborativo
Aunque expresiones como «macrodatos» o «ciencia abierta» se aplican a nuestro estudio, pueden pasar por alto algunos matices de los procesos de colaboración que hicieron posible este proyecto. En concreto, para compartir ciertos conjuntos de datos entre instituciones se requiere un apoyo jurídico considerable, mientras que otros pueden compartirse y descargarse desde un sitio web público. Del mismo modo, algunos investigadores cuentan con amplios conocimientos especializados o trabajan en instituciones que reciben financiación para organizar sus datos en recursos abiertos y fáciles de usar.
Para otros, en cambio, compartir datos puede consumir mucho tiempo y recursos. Quizá lo más importante sea que hay muchos lugares donde compartir exploraciones cerebrales, y cada uno exige distintos niveles de curación. Todo esto supone una gran carga para quien intenta agregar varios conjuntos de datos.
Algunos consorcios no pudieron participar en nuestro proyecto debido a requisitos de autoría desproporcionados o a estipulaciones sobre lo que podía y no podía estudiarse con sus datos. Son aspectos importantes que debemos considerar como investigadores académicos a medida que avanzamos hacia una ciencia más abierta y colaborativa. Este trabajo no sería posible sin el espíritu de equipo colectivo de quienes ya han contribuido y de los miembros de la comunidad científica que nos rodea.
El futuro de los gráficos cerebrales
Aún queda mucho trabajo por hacer antes de que los profesionales sanitarios puedan utilizar estos gráficos cerebrales como herramientas de referencia. El conjunto de datos subyacente incluye tanto estudios en curso como estudios iniciados ya en 1990, cuando las máquinas de resonancia magnética solo se encontraban en unos pocos lugares del mundo. Así, los gráficos cerebrales pueden actualizarse, ampliarse y perfeccionarse constantemente.
A medida que los conjuntos de datos de mayor tamaño se vuelvan más habituales, esperamos seguir haciendo que nuestros gráficos de referencia sean más inclusivos y representativos. A medida que las exploraciones cerebrales sean más baratas y cada vez más accesibles (incluso portátiles), esperamos que nuestros gráficos permitan establecer estándares más cuantitativos y contribuyan a los descubrimientos neurocientíficos, al ritmo de estos emocionantes avances tecnológicos.
Algún día, si las exploraciones cerebrales se convierten en una práctica habitual en pediatría, esperamos contar con los métodos y las herramientas necesarios para ofrecer información útil a los pacientes y sus familias.
