Neuroimagen

Neuroimagen - Sant Pau Memory Unit - Investigación Alzheimer - Barcelona

En la Unidad de Memoria se realizan estudios de análisis y procesado de neuroimagen utilizando técnicas semi-automáticas de imagen médica. Gracias a estos marcadores topográficos, se pueden correlacionar medidas tanto de estructura cerebral, metabolismo o función cerebral con diversos marcadores bioquímicos extraídos en líquido cefalorraquídeo y con variables clínicas y neuropsicológicas. La Unidad de Memoria tiene en marcha varios proyectos de investigación dirigidos entorno al estudio de biomarcadores de neuroimagen en la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades relacionadas. En la actualidad, la línea de neuroimagen, liderada por el Dr. Fortea, tiene 3 proyectos financiados por el FIS centrados en el estudio de la estructura cerebral (en concreto, de grosor cortical en resonancia magnética), el metabolismo cerebral (PET-FDG), su correlación con variables clínicas y sus interacciones con otros biomarcadores bioquímicos y de imagen (PET con Florbetapir). Esta línea de investigación, reconocida internacionalmente, ha dado lugar a varias comunicaciones a congresos nacionales e internacionales y, varias publicaciones científicas en revistas de alto impacto (Fortea et al. Ann Neurol 2014, Alcolea et al. Neurobiol Aging 2015, Pegueroles et al. Alzheimers Dement. 2017 entre otras).

En la actualidad, existen colaboraciones con el Servicio de Medicina Nuclear del Hospital de Sant Pau, liderados por el Dr. Ignasi Carrió y la Dra. Valle Camacho, que permiten la realización de los estudios de tomografía por emisión de positrones. También existe una colaboración científica con el servicio de Radiología del Hospital del Mar, liderada por la Dra. Sofía González Ortiz y el Dr. Santiago Medrano.

Hoy en día son múltiples las técnicas de neuroimagen utilizadas en investigación. A continuación hay un resumen de las principales técnicas utilizadas en nuestro laboratorio.

Resonancia magnética estructural

Neuroimagen - Sant Pau Memory Unit - Investigación Alzheimer - Barcelona

La resonancia magnética estructural es la herramienta de referencia y más básica con la que estudiar el cerebro. Esta técnica utiliza las propiedades de los distintos tejidos que existen en el cerebro para dar obtener información sobre la morfología cerebral. Con este tipo de resonancias podemos observar patrones de atrofia concretos o ver alteraciones en los diferentes tejidos que conforman el cerebro.

Además, a través de diferentes observaciones de un mismo sujeto se pueden estudiar patrones de atrofia a través del tiempo y ver cómo evoluciona la corteza cerebral dependiendo de los niveles de otros marcadores.

Estudios recientes en la enfermedad de Alzheimer han podido observar diferencias entre los sujetos que en fases preclínicas tienen distintos niveles de biomarcadores. Así pues, nuestro grupo se ha centrado en estudiar como acontecen los cambios en la corteza cerebral teniendo en cuenta los diferentes subgrupos. En la figura se puede observar el grosor cortical medio de un individuo dependiendo del grupo en el que se encuentre.

Resonancia magnética por difusión

Neuroimagen - Sant Pau Memory Unit - Investigación Alzheimer - Barcelona

La resonancia magnética POR difusión es una herramienta muy útil a la hora de cuantificar propiedades de la microestructura del cerebro. Este tipo de resonancia, se basa en cuantificar como es el movimiento del agua en el cerebro (tanto intracelular como extracelular) y de forma indirecta, desvelan propiedades sobre la organización de las neuronas y su microestructura. Este tipo de resonancias, a su vez, nos permite calcular los tractos (i.e conjuntos de neuronas que conectan distintas regiones de la corteza cerebral). Recientes estudios han demostrado que alteraciones en estos tractos anteceden inclusive a cambios cognitivos en distintas enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer o la Demencia Frontotemporal.

En nuestro grupo, además, hemos optimizado el procesado de este tipo de secuencia con el fin de poder cuantificar no solo cambios microestructural en los tractos, sino también cambios en la materia gris del cerebro.

Resonancia magnética funcional

Neuroimagen - Sant Pau Memory Unit - Investigación Alzheimer - Barcelona

La resonancia magnética funcional se ha convertido en una herramienta indispensable para entender el funcionamiento del cerebro. Esta técnica permite ver la activación de las regiones cerebrales detectando cambios en el flujo sanguíneo y abre la posibilidad al estudio de las redes cerebrales que conforman nuestro cerebro. Estas redes cerebrales pueden ser estudiadas mediante técnicas de análisis de redes típicas de telecomunicaciones que nos permiten extraer información valiosa del funcionamiento del cerebro humano. Estudios recientes han demostrado que los cambios en las redes cerebrales en la enfermedad de Alzheimer podrían anteceder la primera aparición de los síntomas en más de una década.

Tomografía por emisión de positrones

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La tomografía por emisión de positrones (PET) es una técnica no invasiva que permite el estudio de propiedades metabólicas y bioquímicas del cerebro. Por ejemplo, el PET-FDG permite el estudio del metabolismo cerebral (PET-FDG), determinando qué áreas siguen activas y cuales están dañadas. Por otro lado, el PET también permite el estudio de la deposición de proteínas amiloide (PET-PIB o PET-Florbetapir) y tau (PET-Flortaucipir) en el cerebro. Los primeros signos de deposición de amiloide cerebral podrían aparecer hasta 10 años antes de presentarse los primeros síntomas.