¿Qué nos puede enseñar un poderoso imán sobre el cerebro adolescente?

No sorprenderá a nadie saber que el cerebro de los adolescentes cambia profundamente. Sin embargo, obtener evidencia científica de este cambio fue posible hasta los años noventa, cuando se realizó el primer estudio longitudinal de resonancia magnética. Para poder documentar el cambio de la estructura cerebral necesitamos un aparto que:

• Permita medir a la misma persona a lo largo de los años (para poder medir diferencias)
• Tenga la resolución suficiente para detectar los cambios en la materia gris y la materia blanca del cerebro

A diferencia de otros métodos de neuroimagen como los rayos x o las tomografías, la resonancia magnética no emplea radiación ionizante, por lo que se puede usar en sujetos sanos y de todas las edades en repetidas ocasiones.
Como su nombre lo indica, la resonancia magnética (RM) se basa en el uso de campos magnéticos de alta magnitud y pulsos electromagnéticos, para estudiar, con una increíble resolución, la estructura y arquitectura del tejido cerebral. Permite también medir indirectamente el consumo de oxígeno.
¿Qué mide un resonador magnético?
Un gran porcentaje de nuestro cuerpo está formado por moléculas de agua que contienen átomos de hidrógeno. Cada uno de estos átomos genera una mínima señal electromagnética, demasiado pequeña para poder ser detectada a nivel individual. El campo magnético de un resonador es tan poderoso, que permite alinear todos estos átomos de manera que la señal se amplifica y la podemos medir.
Una vez que están todos alineados, con los pulsos electromagnéticos se le puede pegar a cada uno de estos átomos para que cambie de eje y luego medir cuánto tardan en regresar al eje original. Cuánto tarden en regresar los átomos al eje original depende de qué tan “apretados” están en un determinado tejido. Por ejemplo, los átomos regresan más rápido en la sangre que es líquida, que en la grasa. Estas señales son procesadas por computadoras poderosas que logran distinguir entonces, sangre, líquido cefaloraquídeo (el líquido de protección que baña al cerebro), la materia gris compuesta por cuerpos de neuronas, o la materia blanca (las proyecciones neuronales envueltas en una sustancia lipídica llamada mielina).
Este proceso nos permite hacer un mapa de altísima resolución de la estructura cerebral.

¿Y cómo nos permite medir la función cerebral? Todas las células de nuestro cuerpo necesitan oxígeno para funcionar. Entre más activas estén, más oxígeno necesitan. Así como el cartero entrega las cartas por una ciudad, la molécula mensajera que transporta el oxígeno por el cuerpo se llama hemoglobina. La hemoglobina, como contiene un núcleo de hierro, puede también ser medida por el resonador magnético. De esta forma, podemos tener una medida de cuánto oxígeno está consumiendo cada parte del cerebro.

¿Y qué tiene que ver todo esto con un adolescente?
Desde 1989 hasta 2007, en los Instituto Nacional de Salud Mental de EU se han seguido alrededor de 2000 personas. Cada dos años, a los participantes se les realiza un estudio de resonancia magnética y pruebas neuropsicológicas y conductuales. Este extensísimo esfuerzo nos ha enseñado lo siguiente:

• Volumen cerebral
  • El volumen total del cerebro alcanza su máximo a los 10.5 años en las niñas y a los 14.5 años en niños.
  • El cerebro se encoge durante la adolescencia (¡y esto es algo bueno, ya que significa que el cerebro se está volviendo más eficiente!)
• Cambios estructurales
  •  Durante la adolescencia, se generan más conexiones entre los módulos (hay un aumento de sustancia blanca), y se refuerzan los circuitos neuronales.
  •  Durante la adolescencia, disminuye el número de sinapsis y uso de glucosa (la energía que necesitan las neuronas), y densidad de receptores para neurotransmisores.
• Diferentes tasas de maduración
  • Un descubrimiento muy importante, es que los circuitos cerebrales tienen tasas de maduración muy diferentes.
  • Durante la adolescencia hay un desarrollo importante de los circuitos del lóbulo frontal asociados con las capacidades ejecutivas (planeación, atención, inhibición y regulación, organización).
  • Sin embargo, los circuitos asociados con las emociones y las recompensas alcanzan su madurez y entran en acción antes que los circuitos del control.
  •  Esto genera un desequilibrio en ambos circuitos que es una explicación parcial de la conducta adolescente.

En resumen, el resonador magnético se ha convertido en una herramienta indispensable tanto en la clínica como en la investigación, y es gracias a ella que hemos podido documentar científicamente el desarrollo del cerebro durante la adolescencia.
Nos vemos en dos semanas para hablar con más precisión sobre los mecanismos involucrados en la maduración cerebral.
Para saber más:

How Magnetic Resonance Imaging works explained simply.