Magneto
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Magnetoencefalografía
La Magnetoencefalografía (MEG) es una técnica no invasiva que consiste en la grabación de la actividad funcional cerebral, mediante la captación de la actividad magnética del cerebro, tanto espontánea como en respuesta a estímulos, permitiendo investigar las relaciones entre las estructuras cerebrales y sus funciones. ===¿ Para que se utiliza?=== Los procedimientos MEG más comunes utilizados para sus dos aplicaciones, la práctica clínica y la investigación, son el mapeo de funciones sensoriales y la localización de fuentes epileptógenas, siendo este último uso francamente útil en el tratamiento clínico. Es útil también en otras afecciones neurológicas, como el deterioro cognitivo, la patología psiquiátrica (Esquizofrenia, Trastorno Obsesivo- Compulsivo, Depresión) y dificultades del aprendizaje como la dislexia. Neurólogos y neurocirujanos pueden emplear esta información para perfilar el diagnóstico, evaluar los riesgos de sus pacientes y desarrollar estrategias que reduzcan estos riesgos. ³Aunque se trata de algo muy útil para ver las alteraciones cerebrales patológicas, también sirve para estudiar procesos normales de envejecimiento´, dicen los expertos. "En el envejecimiento normal se alteran los patrones de actividad cerebral, así que podemos ver relaciones entre zonas del cerebro que se alteran o se reorganizan con la edad. Se trata de una falta de conectividad adecuada´. (fuente: Fernando Maestú Unturbe, investigador UPM para Dicyt) Desde los 7 meses de gestación el cerebro ya emite estas señales (hay una técnica llamada magnetoencéfalografía fetal que mide el campo magnético del cerebro del feto) por lo que la posibilidad de comparación longitudinal es increíblemente grande. A los pacientes que se encuentran inquietos, como por ejemplo, los niños pequeños, se les anestesia para que no se muevan y así no puedan distorsionar los resultados. Así, la MEG proporciona la localización de las fuentes neuronales responsables de esta actividad sobre las imágenes de Resonancia Magnética de cada individuo, en lo que se conoce como Magnetic Source Imaging (MSI).
Figura 1: Espectrograma de un magnetoencefalograma en un enfermo de alzheimer
Figura 2: Herramienta de Software para la interpretacion
=== Especificaciones técnicas: ===
La magnetoencefalografía se puede llevar a cabo utilizando estimulación táctil, auditiva y visual. Al registrar campos magnéticos, está contraindicado llevar ningún objeto que genere ondas (como móviles), porque produciría ruido y distorsionaría los registros. Además, tampoco puede situarse el aparato en una zona en la que pase el metro, para evitar interferencias. La capacidad de la MEG es tan grande que permite valorar en milisegundos la actividad cerebral y organizar mapas funcionales de las estructuras cerebrales delimitadas entre si por pequeños centímetros, e incluso, milímetros cúbicos. Esto permite que los mapas funcionales sean organizados y representados temporal y espacialmente. La posibilidad de dichos registros viene determinada por la actividad postsináptica neuronal y por la activación sincrónica de millones de neuronas, lo que genera una actividad cerebral uniforme, diferenciada y localizada, capaz de ser registrada mediante magnetómetros(*) localizados a lo largo de la convexidad craneal.. En particular la MEG registra la actividad postsináptica generada por las dendritas apicales de las células piramidales cuya justificación desde el punto de vista neurofisiológico la podemos encontrar en los potenciales postsinápticos (PPS) que son potenciales con una cinética más lenta, durando entre 10 y más de 100 ms. Los PPS originan la actividad neuromagnética de baja frecuencia (entre 10 y 100 Hz). Si analizamos detenidamente el proceso comprobaremos que la excitación inicial de una región de la membrana citoplasmática produce la entrada de corriente (corriente transmembrana o Imemb). A esta región se la denomina sumidero. Esa corriente debe formar un circuito cerrado, que se propagará por el interior (corriente intracelular o Intra) del axoplasma tanto anterógrada como retrógradamente, de forma que encontrará zonas de membrana por las que saldrá, a la vez que las despolariza. Estas regiones de salida de corriente se denominan fuentes. A partir de estas fuentes la corriente se propagará por el espacio extracelular (corriente extracelular o de volumen, Ivol). Este mecanismo con dos tipos de corriente (intracelular y de volumen) es el responsable de la generación de los campos magnéticos. Ya que se trata de un mismo circuito, resulta evidente que la magnitud de ambas corrientes será igual (Iintra = Ivol). Sin embargo, los volúmenes por los que se propagan no son iguales, y esta diferencia va a ser muy importante a la hora de determinar los campos magnéticos. Lo que los profesionales ven a través de esta técnica son oscilaciones del campo magnético que son el reflejo de los flujos de corriente eléctrica que hay en el cerebro.
Fig. 3: Corrientes implicadas en la generación de potenciales.
(*) ¿que es un magnetometro? un magnetometro es un dispositivo que sirve para cuantificar la señal magnética de una muestra. Los hay muy sencillos, como la balanza de Gouy o la balanza de Evans, que miden el cambio en peso aparente que se produce en una muestra al aplicar un campo magnético, y también muy sofisticado, como los dotados de SQUID, que son los más sensibles actualmente. El SQUID se usa para medir campos magnéticos extremadamente pequeños. Actualmente son los magnetómetros más sensibles conocidos. Los SQUIDs pueden trabajar a mucha mayor velocidad que la tasa de actividad cerebral más rápida de interés, por lo que se puede obtener buena resolución temporal por MEG.
===¿Dónde se ha desarrollado?===
Esta técnica de estudio se desarrolló primariamente en España en el Departamento de Psiquiatría y Psicología Médica de la Universidad Complutense de Madrid, donde el grupo del profesor Ortiz inauguro en marzo del 2001 el Centro de Magnetoencefalografia, evento que supuso un enorme avance para el desarrollo científico del conocimiento sobre el cerebro humano y sus funciones superiores en España. Actualmente en España sólo hay tres equipos, ubicados en Madrid, Barcelona y San Sebastián, y no existen más de 200 en todo el mundo, ya que están valorados en unos dos millones de euros cada uno. Además, para mantenerla hay que rellenar cada cuatro días de helio que mantenga a 269º C los sensores que registran las ondas magnéticas de las neuronas. El coste de los aparatos se recupera porque se trata de un servicio privado que cuesta unos 2.500 euros.
En Madrid, el Centro de Tecnología Biomédica de la Universidad Politécnica es el centro elegido para disponer de uno de ellos.
En Barcelona, la ubicación del equipo se encuentra en el Centro Médico Teknon, el cual dispone de un equipo liderado por profesionales venidos de todas Europa encargados de la investigación y el desarrollo de la tecnica.
La técnica apenas tiene unos 15 años, lo que la convierte en "la más joven de las técnicas de neuroimagen", capaz de medir en tres dimensiones de la actividad cerebral: el espacio, el tiempo, y la frecuencia a la que disparan las células. En el diagnóstico de alzhéimer tan sólo se emplea desde hace 7 años, de manera que "estamos en un periodo de investigación", pero su aplicación en esta enfermedad es prometedora "porque da información sobre funcionalidad del cerebro y las relaciones entre distintas zonas".
La promoción de esta tecnología en el ámbito sanitario y universitario supone el impulso de toda una serie de líneas de investigación y avance en el diagnóstico de patologías como la
enfermedad de Alzheimer, epilepsia, esquizofrenia, etc.; enfermedades que suponen un alto coste económico y social. Así el apoyo mediante acción especial de esta tecnología supone situar a España a la vanguardia de la investigación europea y estimular el desarrollo tecnológico dentro del campo de la biomedicina. La inclusión de la MEG en el proceso diagnóstico permitirá avanzar en la medicina preventiva y en la promoción de la salud.
=== Ventajas ===
Existen diferentes técnicas de estudio de la actividad cerebral que podemos comparar con la MEG:
Frente a las técnicas que miden o valoran la estructura cerebral, la Resonancia Magnética (RM) o la Tomografía Axial Computarizada (TAC), la MEG nos da información sobre los procesos funcionales de la anatomía cerebral con menor resolución espacial, pero con mayor resolución temporal. Con relación a las técnicas que miden o estudian el metabolismo cerebral, como la tomografía por emisión de fotón único (SPECT) y la tomografía por emisión de positrones (PET), estas proveen información sobre diferentes cambios vasculares y metabólicos subyacentes a la actividad neuronal con una resolución temporal muy limitada y lejos del tiempo real de los procesos funcionales. Y comparándola con técnicas que estudian o miden procesos bioeléctricos como la Electroencefalografía (EEG), la EEG tiene una resolución temporal cercana a la MEG, pero la resolución espacial es muy limitada. Por otro lado, las señales registradas por la EEG se ven afectadas por los diferentes grados de resistencia de los tejidos que traspasan hasta alcanzar el electrodo externo, lo que conlleva dificultades e imprecisiones al interpretar la localización de las diferentes fuentes cerebrales generadoras de la señal electroencefalográfica. Por el contrario la MEG registra la actividad eléctrica primaria, cuyos campos magnéticos asociados no sufren problemas de atenuación, distorsión o modificación de la conductividad.
Fig. 4: muestra la resolución espacial y temporal, además de la invasividad, de las diferentes técnicas de estudio del sistema nervioso que se nos proponían en esta actividad.
===Anexo 1:===
Video explicativo de una Magnetoencefalografia: http://www.dailymotion.com/video/x797n2_magnetoencefalografia-meg_school
===Anexo 2: === Construccion de un magnetómetro casero
Materiales:
y y y y y
multimetro brujula pila alambre tubo de carton
Procedimiento: 1. Sobre un tubo de cartón duro, de unos 30 cm de largo por 4 cm de diámetro, se enrollan en uno de los extremos, unas 20 vueltas de alambre. 2. se deben raspar los extremos a conectar. Una pila de 1,5 V alcalina sirve para generar la corriente necesaria (circularan aproximadamente 1,5 A y se mantiene durante un buen tiempo). 3. Para medir la corriente se puede utilizar un multímetro común de bajo precio, pues la corriente es bastante. 4. Se debe tomar la precaución de utilizar la entrada de 10 A, indicada en el multímetro. En muchos casos el problema es que el campo generado es muy intenso y conviene alejar la brújula, de forma tal que se debe preparar el dispositivo para correr la brújula unos 5 cm o 10 cm.
===Referencias: ===
http://www.megimaging.es/ http://www.ucm.es/info/otri/complutecno/fichas/tec_tortiz1.htm http://www.infodoctor.org/www/meshfe.php?idos=31501
La Magnetoencefalografía (MEG) es una técnica no invasiva que consiste en la grabación de la actividad funcional cerebral, mediante la captación de la actividad magnética del cerebro, tanto espontánea como en respuesta a estímulos, permitiendo investigar las relaciones entre las estructuras cerebrales y sus funciones. ===¿ Para que se utiliza?=== Los procedimientos MEG más comunes utilizados para sus dos aplicaciones, la práctica clínica y la investigación, son el mapeo de funciones sensoriales y la localización de fuentes epileptógenas, siendo este último uso francamente útil en el tratamiento clínico. Es útil también en otras afecciones neurológicas, como el deterioro cognitivo, la patología psiquiátrica (Esquizofrenia, Trastorno Obsesivo- Compulsivo, Depresión) y dificultades del aprendizaje como la dislexia. Neurólogos y neurocirujanos pueden emplear esta información para perfilar el diagnóstico, evaluar los riesgos de sus pacientes y desarrollar estrategias que reduzcan estos riesgos. ³Aunque se trata de algo muy útil para ver las alteraciones cerebrales patológicas, también sirve para estudiar procesos normales de envejecimiento´, dicen los expertos. "En el envejecimiento normal se alteran los patrones de actividad cerebral, así que podemos ver relaciones entre zonas del cerebro que se alteran o se reorganizan con la edad. Se trata de una falta de conectividad adecuada´. (fuente: Fernando Maestú Unturbe, investigador UPM para Dicyt) Desde los 7 meses de gestación el cerebro ya emite estas señales (hay una técnica llamada magnetoencéfalografía fetal que mide el campo magnético del cerebro del feto) por lo que la posibilidad de comparación longitudinal es increíblemente grande. A los pacientes que se encuentran inquietos, como por ejemplo, los niños pequeños, se les anestesia para que no se muevan y así no puedan distorsionar los resultados. Así, la MEG proporciona la localización de las fuentes neuronales responsables de esta actividad sobre las imágenes de Resonancia Magnética de cada individuo, en lo que se conoce como Magnetic Source Imaging (MSI).
Figura 1: Espectrograma de un magnetoencefalograma en un enfermo de alzheimer
Figura 2: Herramienta de Software para la interpretacion
=== Especificaciones técnicas: ===
La magnetoencefalografía se puede llevar a cabo utilizando estimulación táctil, auditiva y visual. Al registrar campos magnéticos, está contraindicado llevar ningún objeto que genere ondas (como móviles), porque produciría ruido y distorsionaría los registros. Además, tampoco puede situarse el aparato en una zona en la que pase el metro, para evitar interferencias. La capacidad de la MEG es tan grande que permite valorar en milisegundos la actividad cerebral y organizar mapas funcionales de las estructuras cerebrales delimitadas entre si por pequeños centímetros, e incluso, milímetros cúbicos. Esto permite que los mapas funcionales sean organizados y representados temporal y espacialmente. La posibilidad de dichos registros viene determinada por la actividad postsináptica neuronal y por la activación sincrónica de millones de neuronas, lo que genera una actividad cerebral uniforme, diferenciada y localizada, capaz de ser registrada mediante magnetómetros(*) localizados a lo largo de la convexidad craneal.. En particular la MEG registra la actividad postsináptica generada por las dendritas apicales de las células piramidales cuya justificación desde el punto de vista neurofisiológico la podemos encontrar en los potenciales postsinápticos (PPS) que son potenciales con una cinética más lenta, durando entre 10 y más de 100 ms. Los PPS originan la actividad neuromagnética de baja frecuencia (entre 10 y 100 Hz). Si analizamos detenidamente el proceso comprobaremos que la excitación inicial de una región de la membrana citoplasmática produce la entrada de corriente (corriente transmembrana o Imemb). A esta región se la denomina sumidero. Esa corriente debe formar un circuito cerrado, que se propagará por el interior (corriente intracelular o Intra) del axoplasma tanto anterógrada como retrógradamente, de forma que encontrará zonas de membrana por las que saldrá, a la vez que las despolariza. Estas regiones de salida de corriente se denominan fuentes. A partir de estas fuentes la corriente se propagará por el espacio extracelular (corriente extracelular o de volumen, Ivol). Este mecanismo con dos tipos de corriente (intracelular y de volumen) es el responsable de la generación de los campos magnéticos. Ya que se trata de un mismo circuito, resulta evidente que la magnitud de ambas corrientes será igual (Iintra = Ivol). Sin embargo, los volúmenes por los que se propagan no son iguales, y esta diferencia va a ser muy importante a la hora de determinar los campos magnéticos. Lo que los profesionales ven a través de esta técnica son oscilaciones del campo magnético que son el reflejo de los flujos de corriente eléctrica que hay en el cerebro.
Fig. 3: Corrientes implicadas en la generación de potenciales.
(*) ¿que es un magnetometro? un magnetometro es un dispositivo que sirve para cuantificar la señal magnética de una muestra. Los hay muy sencillos, como la balanza de Gouy o la balanza de Evans, que miden el cambio en peso aparente que se produce en una muestra al aplicar un campo magnético, y también muy sofisticado, como los dotados de SQUID, que son los más sensibles actualmente. El SQUID se usa para medir campos magnéticos extremadamente pequeños. Actualmente son los magnetómetros más sensibles conocidos. Los SQUIDs pueden trabajar a mucha mayor velocidad que la tasa de actividad cerebral más rápida de interés, por lo que se puede obtener buena resolución temporal por MEG.
===¿Dónde se ha desarrollado?===
Esta técnica de estudio se desarrolló primariamente en España en el Departamento de Psiquiatría y Psicología Médica de la Universidad Complutense de Madrid, donde el grupo del profesor Ortiz inauguro en marzo del 2001 el Centro de Magnetoencefalografia, evento que supuso un enorme avance para el desarrollo científico del conocimiento sobre el cerebro humano y sus funciones superiores en España. Actualmente en España sólo hay tres equipos, ubicados en Madrid, Barcelona y San Sebastián, y no existen más de 200 en todo el mundo, ya que están valorados en unos dos millones de euros cada uno. Además, para mantenerla hay que rellenar cada cuatro días de helio que mantenga a 269º C los sensores que registran las ondas magnéticas de las neuronas. El coste de los aparatos se recupera porque se trata de un servicio privado que cuesta unos 2.500 euros.
En Madrid, el Centro de Tecnología Biomédica de la Universidad Politécnica es el centro elegido para disponer de uno de ellos.
En Barcelona, la ubicación del equipo se encuentra en el Centro Médico Teknon, el cual dispone de un equipo liderado por profesionales venidos de todas Europa encargados de la investigación y el desarrollo de la tecnica.
La técnica apenas tiene unos 15 años, lo que la convierte en "la más joven de las técnicas de neuroimagen", capaz de medir en tres dimensiones de la actividad cerebral: el espacio, el tiempo, y la frecuencia a la que disparan las células. En el diagnóstico de alzhéimer tan sólo se emplea desde hace 7 años, de manera que "estamos en un periodo de investigación", pero su aplicación en esta enfermedad es prometedora "porque da información sobre funcionalidad del cerebro y las relaciones entre distintas zonas".
La promoción de esta tecnología en el ámbito sanitario y universitario supone el impulso de toda una serie de líneas de investigación y avance en el diagnóstico de patologías como la
enfermedad de Alzheimer, epilepsia, esquizofrenia, etc.; enfermedades que suponen un alto coste económico y social. Así el apoyo mediante acción especial de esta tecnología supone situar a España a la vanguardia de la investigación europea y estimular el desarrollo tecnológico dentro del campo de la biomedicina. La inclusión de la MEG en el proceso diagnóstico permitirá avanzar en la medicina preventiva y en la promoción de la salud.
=== Ventajas ===
Existen diferentes técnicas de estudio de la actividad cerebral que podemos comparar con la MEG:
Frente a las técnicas que miden o valoran la estructura cerebral, la Resonancia Magnética (RM) o la Tomografía Axial Computarizada (TAC), la MEG nos da información sobre los procesos funcionales de la anatomía cerebral con menor resolución espacial, pero con mayor resolución temporal. Con relación a las técnicas que miden o estudian el metabolismo cerebral, como la tomografía por emisión de fotón único (SPECT) y la tomografía por emisión de positrones (PET), estas proveen información sobre diferentes cambios vasculares y metabólicos subyacentes a la actividad neuronal con una resolución temporal muy limitada y lejos del tiempo real de los procesos funcionales. Y comparándola con técnicas que estudian o miden procesos bioeléctricos como la Electroencefalografía (EEG), la EEG tiene una resolución temporal cercana a la MEG, pero la resolución espacial es muy limitada. Por otro lado, las señales registradas por la EEG se ven afectadas por los diferentes grados de resistencia de los tejidos que traspasan hasta alcanzar el electrodo externo, lo que conlleva dificultades e imprecisiones al interpretar la localización de las diferentes fuentes cerebrales generadoras de la señal electroencefalográfica. Por el contrario la MEG registra la actividad eléctrica primaria, cuyos campos magnéticos asociados no sufren problemas de atenuación, distorsión o modificación de la conductividad.
Fig. 4: muestra la resolución espacial y temporal, además de la invasividad, de las diferentes técnicas de estudio del sistema nervioso que se nos proponían en esta actividad.
===Anexo 1:===
Video explicativo de una Magnetoencefalografia: http://www.dailymotion.com/video/x797n2_magnetoencefalografia-meg_school
===Anexo 2: === Construccion de un magnetómetro casero
Materiales:
y y y y y
multimetro brujula pila alambre tubo de carton
Procedimiento: 1. Sobre un tubo de cartón duro, de unos 30 cm de largo por 4 cm de diámetro, se enrollan en uno de los extremos, unas 20 vueltas de alambre. 2. se deben raspar los extremos a conectar. Una pila de 1,5 V alcalina sirve para generar la corriente necesaria (circularan aproximadamente 1,5 A y se mantiene durante un buen tiempo). 3. Para medir la corriente se puede utilizar un multímetro común de bajo precio, pues la corriente es bastante. 4. Se debe tomar la precaución de utilizar la entrada de 10 A, indicada en el multímetro. En muchos casos el problema es que el campo generado es muy intenso y conviene alejar la brújula, de forma tal que se debe preparar el dispositivo para correr la brújula unos 5 cm o 10 cm.
===Referencias: ===
http://www.megimaging.es/ http://www.ucm.es/info/otri/complutecno/fichas/tec_tortiz1.htm http://www.infodoctor.org/www/meshfe.php?idos=31501
