D2 Resonancia magnetica funcional (fMRI, senal BOLD)

Tópico

La resonancia magnética funcional mide de forma indirecta la actividad neuronal a través de una señal que depende del nivel de oxígeno en la sangre: cuando una región del cerebro se activa, cambia la proporción de oxígeno en la sangre que la irriga, y ese cambio es lo que la resonancia magnética funcional detecta como esta señal dependiente del nivel de oxígeno en la sangre. La formulación completa de cómo la actividad neuronal se traduce en esta señal dependiente del nivel de oxígeno en la sangre fue introducida en el modelo de acoplamiento neurovascular, del que esta señal es una extensión directa.

El análisis estadístico estándar de esta señal dependiente del nivel de oxígeno en la sangre emplea un modelo lineal general: la serie temporal de esta señal, observada en cada vóxel, se explica como una combinación lineal de regresores derivados del diseño experimental, convolucionados con la función de respuesta hemodinámica canónica. Este modelo lineal general permite generar, a partir de esa combinación, mapas estadísticos de activación que muestran en qué vóxeles la señal dependiente del nivel de oxígeno en la sangre se explica mejor por el diseño experimental.

La calidad de esta adquisición de la señal dependiente del nivel de oxígeno en la sangre se cuantifica mediante la relación señal-ruido temporal: cuanto mayor es esta relación señal-ruido temporal, más confiable resulta la señal dependiente del nivel de oxígeno en la sangre registrada en cada vóxel.

En los estudios de reposo, en los que no hay un diseño experimental con tareas que generar regresores, la conectividad funcional entre distintas regiones del cerebro se estima de otra manera: correlacionando entre sí las series temporales de la señal dependiente del nivel de oxígeno en la sangre registradas en cada una de esas regiones. Cuanto más correlacionadas están las series temporales de la señal dependiente del nivel de oxígeno en la sangre de dos regiones, mayor es la conectividad funcional que se estima entre ellas.

Esta conectividad funcional, estimada a partir de la señal dependiente del nivel de oxígeno en la sangre durante los estudios de reposo, es una medida ampliamente usada para caracterizar alteraciones de red en distintas patologías descritas en otros modelos de este mismo catálogo, por ejemplo en la esquizofrenia y en el trastorno del espectro autista. En conjunto, es esta señal dependiente del nivel de oxígeno en la sangre, medida de forma indirecta por la resonancia magnética funcional, la que permite tanto generar mapas estadísticos de activación como estimar la conectividad funcional que caracteriza a estas patologías.

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