REVISTA ELECTRÓNICA DE PSIQUIATRÍA
Vol. 2, No. 2, Junio 1998
ISSN 1137-3148
Magnetoencefalografía y psiquiatría.
C. Maestú1, E. Gómez-Utrero1, 2, R.
Piñeiro1, 3, J. Saiz Ruiz4
1- Unidad MEG, Universidad de Alcalá. Madrid.
España.
2- S. Neurocirugía, H. U. de la Princesa. Madrid.
España.
3- Clinical Neurology Departament, Radcliffe
Infirmary, Oxford University. Gran Bretaña.
4- S. Psiquiatría, Hospital Ramón y Cajal.
Universidad de Alcalá. Madrid.
ARTÍCULO DE REVISIÓN
Introducción.
Magnetoencefalografía.
Necesidad de imágenes funcionales.
Origen del campo magnético cerebral.
Fuentes neurofisiológicas de la actividad
electromagnética cerebral.
Modelos de localización de la fuente.
Desarrollo histórico.
MEG en psiquiatría.
Aplicaciones posibles en un futuro próximo.
Correspondencia:
Jerónimo Saiz Ruiz
E-mail: jeronimo.saiz@hrc.es
Introducción.
La relación entre electricidad y magnetismo era ya conocida desde que Oersted en 1819
descubrió que toda corriente eléctrica que circula por un conductor lleva asociada un
campo magnético de orientación perpendicular a la dirección de ésta. Este principio se
cumple igualmente para la corrientes bioeléctricas de las neuronas y las fibras
musculares1, que generan campos magnéticos. Estos campos biomagnéticos reflejan de
forma directa los cambios de actividad de diferentes órganos, como el cerebro o el
corazón, sin que su señal se vea distorsionada al ser captada en el exterior, ya que la
permeabilidad magnética de los tejidos que tiene que atravesar es próxima a la del aire
(considerada como 1). Por el contrario, la captación de diferencias de potencial eléctrico
del electroencefalograma (EEG) encuentra variaciones de resistividad en las estructuras
que atraviesa antes de ser detectadas, por lo que distorsionan su señal y varían su
amplitud y dirección2.
La investigación neuropsiquiátrica durante este siglo ha contemplado el desarrollo de
una serie de técnicas (Tomografía Axial Computerizada TAC, Resonancia Magnética
RM) que permiten conocer la morfología cerebral con alta resolución espacial, de forma
que es posible identificar con precisión las alteraciones estructurales consecuentes a los
procesos patológicos. La aproximación al estudio de la actividad funcional cerebral que
permita saber dónde y cuándo se produce ésta, necesita de nuevas técnicas que puedan
reconocer variaciones en su secuencia temporal de activación. Los primeros desarrollos
realizados por Caton en 18753 registrando la actividad eléctrica en el cerebro de
animales y posteriormente por Berger en 19294 con los primeros registros del ritmo
del cerebro humano, dieron lugar a la técnica que durante las últimas décadas ha sido el
referente del registro de la actividad funcional cerebral: la electroencefalografía (EEG),
producto de los procesos de intercambio eléctrico entre neuronas.
Si bien los avances realizados han permitido incorporarla como un instrumento
diagnóstico en todos los centros hospitalarios, sus limitaciones la alejan del objetivo de
localizar con precisión la fuente de actividad, ya que su resolución espacial se encuentra
limitada por el procedimiento de registro de la señal eléctrica. Por ello, dificulta la
localización de la fuente en tres dimensiones dado que, el gradiente de potencial que se
obtiene entre un electrodo y otro, origen de los resultados EEG, no permite establecer su
localización en profundidad.
En el intento de localizar las fuentes de la actividad funcional cerebral se han
desarrollado otras técnicas basadas en la actividad metabólica (Tomografía por Emisión
de Fotón Único -SPECT, Tomografía por Emisión de Positrones -PET, Resonancia
Magnética funcional -fMRI) que identifican cambios de actividad con procesos de
intercambio metabólico. Estas técnicas han mejorado de forma significativa la capacidad
de localización del área activada, aunque todavía no son capaces de aproximarse al
momento de activación, ya que sus registros se encuentran limitados en el ámbito
temporal siendo difícil el registro desde el primer milisegundo de actividad. No
obstante, su capacidad de resolución espacial (PET, fMRI) permite integrar un arsenal
complementario con las técnicas basadas en el registro de la actividad cerebral eléctrica.
EEG - Electroencefalograma.
MEG Magnetoencefalografía.
PET - Tomografía por
Emisión de Positrones.
fMRI - Resonancia
Magnética Funcional.
SEEG Estereoencefalografía.
SPECT - Tomografía por
Emisión de Fotón Único.
Figura 1. Esquema comparativo de las Resoluciones Temporal y Espacial de las diversas
técnicas para el estudio de la función cerebral. También se ha tenido en cuenta el grado de
invasividad de cada una de ellas. Es importante observar que cada una de ellas mide una
activación que responde a un substrato físico-químico diferente (metabólico, magnético,
vascular, eléctrico, etc.) lo que hace difícil la comparación. Por otra parte, la resolución
temporal de cada una, no supone continuidad en el registro de la actividad, ya que, salvo en
el EEG, MEG y SEEG, entre un registro y otro, al menos pasan varios segundos.
Magnetoencefalografía.
El registro de actividad cerebral de origen magnético se refiere a la combinación de dos
tecnologías una de carácter anatómico, la MRI, y otra de carácter funcional, la MEG5.
La actividad cerebral eléctrica es detectada mediante el uso de un biomagnetómetro y
analizada matemáticamente usando ciertos supuestos para estimar la localización de la
fuente de la actividad cerebral.
El descubrimiento de la superconductividad y subsecuentemente del efecto Josephson6
permiten el uso de un sistema detector muy preciso llamado SQUID (Superconductive
Quantum Interference Device)7. La sensibilidad de este aparato permite la detección de
los campos magnéticos extracraneales producidos por la actividad basal y la actividad
evocada del cerebro humano.
La esencia de la MEG es la medida de los campos magnéticos producidos por las
actividades funcionales cerebrales, localizar las fuentes de estos campos en el espacio y
combinar estas localizaciones sobre la imagen anatómica cerebral.
Figura 2. Esquema del procedimiento de registro de la actividad cerebral
mediante MEG. Vaso DEWAR en el que se encuentran los sensores SQUID
bañados en helio líquido. El proceso de estimulación permite captar de forma
simultánea campo eléctrico y campo magnético para comparar sus resultados y
colocarlos sobre imágenes de RM.
El flujo de corrientes eléctricas desde el cerebro produce campos eléctricos y
magnéticos detectados por el EEG y el MEG respectivamente. Las localizaciones
intracraneales de las fuentes de estos campos están inicialmente identificadas por
coordenadas en el espacio en tres dimensiones, que permite designar una serie de
referencias anatómicas en el exterior de la cabeza por medio de un sistema de bobinas
(Head Position Indicator, HPI). Las mismas referencias son utilizadas como marcadores
para las imágenes de resonancia magnética, pudiendo trasladar unas imágenes sobre
otras con gran precisión. Este proceso de localización de la fuente se produce con un
tiempo de resolución de milisegundos.
El flujo de corrientes eléctricas desde el cerebro produce campos eléctricos y
magnéticos detectados por el EEG y el MEG respectivamente. Las localizaciones
intracraneales de las fuentes de estos campos están inicialmente identificadas por
coordenadas en el espacio en tres dimensiones, que permite designar una serie de
referencias anatómicas en el exterior de la cabeza por medio de un sistema de bobinas
(Head Position Indicator, HPI). Las mismas referencias son utilizadas como marcadores
para las imágenes de resonancia magnética, pudiendo trasladar unas imágenes sobre
otras con gran precisión. Este proceso de localización de la fuente se produce con un
tiempo de resolución de milisegundos.
Necesidad de imágenes funcionales.
En los últimos 20 años, la capacidad del TAC y la RM para producir imágenes de forma
no invasiva del cerebro normal y patológico ha producido avances en el diagnóstico de
múltiples patologías psiquiátricas, neurológicas y neuroquirúrgicas, sin embargo, en
pacientes con alteraciones de la función cerebral estas técnicas a menudo muestran una
anatomía normal en el TAC y la RM. Muchos tipos de epilepsias, demencias y
traumatismos craneales, patología cerebrovascular y la mayoría de los episodios
psicóticos y trastornos del aprendizaje presentan una estructura normal en los métodos
anatómicos de imagen. El diagnóstico de estos desórdenes se basa en la historia
subjetiva y se encuentra sometida por tanto, a la interpretación de procesos
potencialmente ambiguos. Los estudios básicos de los mecanismos de estos trastornos,
cuando suceden y la valoración de la respuesta al tratamiento se encuentra obstaculizada
por la ausencia de instrumentos objetivos de comprobación de la función y disfunción
cerebral. La capacidad para localizar de forma no invasiva e identificar los
acontecimientos intracraneales con una alta resolución espacial y temporal puede ser de
gran ayuda en un buen número de patologías neurológicas, neuroquirúrgicas,
psiquiátricas y psicológicas y permitirá conocer de forma precisa los misterios de la
actividad básica cerebral.
Cuando comparamos las imágenes MEG con otros sistemas de imagen funcional es
importante incluir su alta resolución temporal y espacial (del orden del milisegundo y
unos 8 mm3), sensibilidad, especificidad y la validación de sus resultados con otras
técnicas.
La resolución espacial se refiere a la capacidad para distinguir entre fuentes separadas
en diferentes localizaciones. Una buena resolución espacial es necesaria para identificar
regiones diferentes de procesamiento cerebral que se activen ante diferentes tareas
cuando la separación entre estas áreas es de unos pocos milímetros. La MEG puede
mostrar una separación espacial de 2 a 3 mm en fuentes focales.
La resolución temporal es la capacidad para distinguir entre diferentes activaciones que
se suceden en diferentes períodos de tiempo. Los procesos cerebrales suponen una serie
de acontecimientos ocurridos en un corto periodo de tiempo. El SQUID tiene una
excelente resolución temporal y tiene una frecuencia de muestreo de hasta 8 KHz
limitadas tan sólo por el procedimiento de almacenamiento de la información y las
condiciones de análisis.
En cambio, las imágenes funcionales basadas en respuestas cerebrales relativamente
lentas en función del flujo sanguíneo o en la actividad metabólica y detectadas por el
PET o la fMRI, están limitadas en su respuesta temporal por la discreccionalidad de los
procesos hemodinámicos y metabólicos. Estas respuestas suceden en espacios del orden
de varios segundos y, por tanto, alejados de las secuencias de activación cerebral.
Origen del campo magnético.
Para localizar con precisión el origen de este campo magnético cerebral debemos tener
en cuenta algunos principios básicos que limitan su captación:
1. Para una fuente focal, la intensidad de campo decrece según el cuadrado de la
distancia de la fuente.
2. Un flujo de corriente fluyendo radialmente hacia un medio conductivo esférico no
produce ningún campo en el medio externo.
3. Un flujo de corriente tangencial a este medio esférico con permeabilidad
magnética similar a la del espacio libre no encuentra ninguna distorsión por la
presencia del medio.
Teniendo en cuenta estas limitaciones, encontramos que los campos magnéticos
producidos por las fuentes en el interior del cerebro de origen tangencial cerca de la
pared del sulcus están óptimamente orientadas para producir campos magnéticos
extracraneales, mientras las fuentes radiales situadas en los"gyri" producen un campo
pequeño difícil de detectar. Esto implica que ciertas neuronas van a ser "invisibles" para
el MEG, aunque sí contribuyen a la generación de la señal EEG.
Fuentes neurofisiológicas de la actividad electromagnética cerebral.
El córtex cerebral humano tiene una superficie del orden de 2000 cm2 y un grosor de 2
mm. Con alguna variación regional la densidad de células es de 105/mm2 con un
número total estimado 1010 células. Dos tercios de estas neuronas son células
piramidales con sus cuerpos situados en los estratos III y IV. Las células piramidales son
la llave del procesamiento de la información y deben ser el origen de las fuentes
primarias detectadas por el MEG; estas células mandan largos axones hasta sus
terminales presinápticas y reciben varias dendritas. Las capas superficiales de neuronas
reciben fibras corticocorticales y aferencias talamocorticales, mientras el núcleo
específico del tálamo envía fibras que eventualmente terminan en el nivel IV.
Desde el punto de vista del MEG y el EEG, la estructura de estas células presenta una
distribución paralela en el espacio y están orientadas fundamentalmente de forma
perpendicular a la superficie cortical. Cuando estos grupos de células se activan, generan
una corriente eléctrica direccional (un vector eléctrico) perpendicular a la superficie
cortical. Las actividades espontánea y evocada, usando patrones de densidad de
corriente, muestran patrones que coinciden con el modelo de dipolo equivalente.
Cuando múltiples células piramidales se activan sincrónicamente sus vectores se suman
produciendo un vector cuyo valor será el producto de la suma de los vectores activados
de forma simultánea. Ya que el potencial que genera una neurona individual es
demasiado pequeño para poder ser detectado en el exterior, siendo necesaria una suma
de unas 30.000 neuronas para poder detectar este campo en el exterior8. Las células
piramidales de campo abierto sí pueden sumar sus campos pero los astrocitos con
múltiples corrientes fluyendo en varias direcciones autocancelan sus campos y no
contribuyen a la generación de éste en el exterior. Por tanto, para originar este campo
necesitamos que las células estén orientadas de forma paralela y también que funcionen
sincrónicamente.
Las neuronas presentan tres tipos de flujos eléctricos (intracelular, extracelular,
transmembrana). La corriente transmembrana es el resultado de los cambios de
permeabilidad de la membrana con la entrada de iones produciendo una positividad neta
en el interior de la célula y una relativa negatividad en el exterior. Esta situación
produce una corriente resultante extracelular en el medio circundante que completa el
circuito, que al tener direcciones opuestas se anula produciendo un campo cero.
Los tres tipos de corriente generan campos magnéticos. Sin embargo, las corrientes
extracelulares tienden a extenderse hacia otras regiones cerebrales y son las que
principalmente contribuyen a las diferencias de potencial del EEG. El campo magnético
generado por esta corriente es de orientación tangencial, por lo que tampoco contribuirá
a producir un campo detectable sobre una superficie exterior esférica. La MEG registra
aquellas corrientes intracelulares que producen campos tangenciales que sí pueden ser
captados en el exterior. Además son consistentes con los resultados experimentales en
nervio periférico10.
Figura 3. Diferentes tipos de corrientes que se producen en una neurona,
corrientes transmembrana, corrientes extracelulares de volumen y corrientes
intracelulares. (Orrison et al. 19959, modificado).
Modelos de localización de la fuente.
El principal problema teórico es localizar la fuente de una actividad. En este sentido, si
la fuente primaria y la conductividad son conocidas se puede calcular el campo
magnético resultante mediante las ecuaciones de Maxwell. A esta circunstancia nos
referiremos como problema anterógrado. Si, por otro lado, son conocidos los campos
magnéticos resultantes, pero no conocemos la fuente origen, nos referiremos a esta
situación como problema inverso, aunque nos encontramos con la dificultad de que la
solución no es generalmente única y requiere otra información adicional.
Los primeros trabajos sobre la electricidad animal fueron realizados en 1853 por
Helmholz, planteando que cualquier actividad captada en el exterior es el resultado de
un infinito número de generadores dipolares. Esto significa que puede haber una
multiplicidad de fuentes que produzcan un mismo resultado.
Una manera de limitar esta situación es utilizar un modelo diseñado por Sarvas11
llamado dipolo equivalente de corriente, que supone que esta corriente proviene de un
solo dipolo. El sistema más utilizado es el del ECD (Equivalent Current Dipole, dipolo
equivalente de corriente), puede ser único o múltiple. En el primero toda la actividad
proviene de un único dipolo, asumiendo que el tamaño de éste es infinitesimal. Este
modelo está especialmente indicado para el registro de actividad epiléptica o el origen
de un área activada mediante un estímulo exterior.
Pero, a menudo, es necesario establecer modelos de múltiples fuentes simultáneas para
definir esta actividad, y por tanto, de múltiples dipolos. Es necesario, pues, introducir
otros supuestos, como es la variación del campo en el tiempo relacionando la intensidad
de campo con el dipolo; otra acotación puede ser la restricción de las regiones de
localización más probable12.
Los avances que se han venido produciendo en los últimos cinco años, con el aumento
de forma significativa del número de canales (hasta 306), han permitido aumentar la
capacidad de localización de estos sistemas tanto por unidad de superficie como en
unidad de volumen, consiguiéndose localizaciones en torno a 8 mm3 en regiones
subcorticales situadas a más de 5 cm de profundidad.
El uso de esta técnica de apoyo diagnóstico se ha desarrollado en dos ámbitos
fundamentales el registro de la actividad espontánea cerebral y la captación de campos
evocados mediante estimulación.
Desarrollo histórico.
Durante las últimas dos décadas, la MEG ha venido siendo utilizada (fuera de nuestro
país), en el estudio de múltiples disfunciones relacionadas con la actividad cerebral.
Inicialmente, los primeros estudios de Cohen (1968)13fueron registrados con sistemas
de un solo canal, que obligaban a desplazar los captadores sobre la superficie en tantas
ocasiones como lugares a estudiar, a veces hasta 60 ubicaciones diferentes sobre el
hemisferio requerido. De esta forma, la estabilidad de las mediciones se perdía y no era
posible comparar un registro con otro, al cambiar de posición, ya que la actividad
cerebral se había modificado entre uno y otro registro. Además, el sistema de análisis de
estas señales estaba basado en procedimientos informáticos lentos que obligaban, en
algunos casos a esperar varios días hasta poder disponer de los resultados.
Además, estos primeros equipos no permitían captar la actividad cerebral en ambos
hemisferios, por lo que no era posible saber si determinados cambios funcionales se
estaban produciendo tan sólo en un hemisferio, o en ambos hemisferios de forma
simultánea o no. Al final de la década de los 80 se fueron incrementando de forma
paulatina el número de canales, primero, dos; más tarde 414, 715, 1416, 2417, y 31
canales18, todos estos sistemas registraban un solo hemisferio de forma simultánea.
Algunos fueron de 7 canales bihemisféricos (B.T.Inc, 1989).
Pocos años después se empezaron a desarrollar los primeros sistemas de gran número de
canales que permitían captar ambos hemisferios de forma simultánea, con 37 y 64
canales en cada hemisferio. Pero rápidamente se dio paso a los sistemas "Whole-head",
de gran cantidad de canales que permiten captar toda la actividad cerebral en la misma
unidad de tiempo. Primero sistemas de 122 canales19, de 144 canales (Biomagnetics
Tech.)20, de 148 canales (CTF Systems)21, y de 306 canales de registro simultáneo
(Neuromag Ltd, 1996)22.
MEG en psiquiatría.
A la hora de proceder al estudio de la función cerebral en los pacientes con alteraciones
psiquiátricas, es indispensable tener en cuenta una serie de supuestos previos. En primer
lugar, es necesario saber qué tipo de información nos puede aportar una determinada
tecnología. En este sentido, se debe conocer qué información se ofrece en cuanto a
localización espacial, precisión temporal, continuidad en el tiempo y selectividad en
cuanto al tipo de estímulo y a la tarea empleada. Por otra parte hemos de preguntarnos
qué tipo de mecanismos fisiopatológicos subyacen a una determinada entidad
nosológica. En general, se puede admitir que, independientemente de la existencia de
una lesión estructural, las alteraciones del Sistema Nervioso y, en concreto, la etiología
de la patología psiquiátrica ha de tener un substrato funcional alterado, en el sentido de
presentar redes neuronales cuya función está deteriorada. Si admitimos que la entidad
cognitiva del sujeto es una situación cambiante con variaciones locales simultáneas en
las diversas regiones y que en los procesos patológicos, dichos procedimientos pueden
verse alterados en una cierta manera, es lícito exigir las siguientes premisas a una
tecnología que pretenda ser una herramienta diagnóstica: 1) Capacidad para definir la
actividad en un intervalo de tiempo lo suficientemente discreto. 2) Permitir valorar la
continuidad de secuencias temporales. 3) Que pueda localizar cada una de estas
activaciones en el espacio con precisión. 4) Que puedan repetirse los registros, sin que
suponga un riesgo importante para la salud del paciente. 5) Suficientemente sensible a
cambios sutiles de la actividad cerebral, en concreto a tareas que selectivamente
permitan referirnos a un área determinada. 6) Que no suponga un tiempo de exposición
del paciente (incluyendo la preparación al estudio) demasiado largo. A todo lo anterior,
se le debe añadir el tener un coste razonable suponiendo una misma cantidad de
información suministrada.
Con todo ello, podemos sugerir los siguientes métodos de estudio de la
Magnetoencefalografía, a saber, el estudio de la actividad espontánea (basal) y el
análisis de los campos magnéticos evocados.
ACTIVIDAD BASAL CEREBRAL
Los parámetros de análisis de estos campos cerebrales de la actividad espontánea
cerebral, aunque similares a los utilizados para las técnicas EEG, suponen una
característica diferencial, ya que se registra el origen de los diversos ritmos, actividades
y componentes de las ondas cerebrales (alfa, theta, tau, etc.) en el lugar donde se
producen23, 24. Esto es debido, como se comentó previamente, a que la MEG detecta la
actividad punto a punto sin necesidad de referencia exterior que pueda distorsionar el
origen de la señal. El estudio del ritmo basal ha sido utilizado para identificar patrones
de normalidad así como las fuentes donde se originan estos ritmos de forma precisa.
Una de sus aplicaciones más importantes es en la detección de áreas de baja actividad
(ALFMA, abnormal low frecuency magnetic activity) que emergen en las áreas
circundantes de los tejidos lesionados, siendo muy útiles para la detección de regiones
de penumbra isquémica (difíciles de valorar con otras técnicas) y por supuesto del
tamaño del área infartada. Esta técnica además puede ser utilizada para la identificación
de procesos vasculares en situaciones de alteración del flujo cerebral, como ocurre en
algunos procesos migrañosos.
Estos ritmos de baja frecuencia ALFMA (0-4 Hz) son utilizados para la evaluación
prequirúrgica del área próxima a tumores cerebrales, permitiendo delimitar su impacto
funcional. Delimitando las diferentes estructuras que se han visto desplazadas por la
invasión tumoral, permitiendo identificar áreas motoras, de lenguaje, etc., que pueden
verse implicadas en el proceso de intervención. En el terreno de la psiquiatría estas áreas
con enlentecimiento de la actividad cerebral se han puesto en relación con déficits en las
funciones cognitivas en pacientes esquizofrénicos que sugieren una desconexión entre
áreas corticales distantes que normalmente trabajarían de forma sincrónica25. La
actividad espontánea refleja oscilaciones tálamocorticales que se ven interrumpidas en
pacientes con lesiones talámicas, lo que altera el ritmo espontáneo MEG. Estas
anomalías talámicas parecen contribuir a los procesos esquizofrénicos. Así, estos
enlentecimientos de los ritmos alfa occipitales (de 10 a 8-9Hz) así como actividades
delta y theta anormales se han detectado en sujetos con esta patología26. La localización
en lugares diversos de dipolos correspondientes a actividades lentas espontáneas,
hallazgo infrecuente en sujetos sanos, se ha observado también en pacientes
esquizofrénicos27. A su vez, el hallazgo de zonas discretas de ALFMA en las regiones
temporales en fases precoces de Alzheimer ha hecho cobrar esperanzas de poder
detectar y seguir el proceso de la enfermedad así como su posible respuesta al
tratamiento farmacológico y neuro-rehabilitador.
Otro aspecto que se ha estudiado mediante el registro espontáneo es el de las
alucinaciones, característica fundamental de la patología psiquiátrica. Se supone que
éstas, al igual que los procesos de producción mental de imágenes, podrían considerarse
como experiencias perceptivas en ausencia de un estímulo externo y se trataría de una
producción consecuencia del denominado "lenguaje interno" que interferiría con las
funciones de memoria de trabajo verbal. De hecho, en sujetos sanos se ha estudiado la
interferencia que sobre la actividad espontánea podría tener la realización de una tarea
de memoria de trabajo "verbal" y se ha observado que en ellos se produce una supresión
de la actividad espontánea parieto-occipital en la banda de los 10Hz28.
CAMPOS EVOCADOS
Una de las áreas más importantes de aplicación de los registros de origen magnético es
la posibilidad de identificar mediante estimulación la actividad funcional cerebral,
utilizando campos evocados somatosensoriales, auditivos y visuales, así como el estudio
de la actividad motora. La precisión de localización ha permitido realizar mapas
somatotópicos29, tonotópicos30 etc. de gran utilidad en el diagnóstico en patologías
como la epilepsia, el procesamiento anormal de información, en registros fetales, los
traumatismos craneales, demencias y sobre todo en el estudio de los procesos cognitivos
superiores, lenguaje31, memoria etc.
La capacidad de la magnetoencefalografía de detectar la actividad funcional cerebral de
forma totalmente no invasiva, con una alta resolución temporal, y con una resolución
espacial similar o superior a otras técnicas de diagnóstico por imagen permite que en
unión de otras técnicas de tipo morfológico se pueda hacer realidad la identificación
precisa de estructura y función32. En este contexto, cabe destacar que, al tratarse de una
forma de medición selectiva de la actividad cerebral es posible hablar de componentes
de los campos magnéticos característicos de una determinada latencia en función, no
tanto del estímulo, sino del área cerebral activada. Se habla así de un componente, por
ejemplo N100, esto es, una deflexión negativa que aparece de forma constante alrededor
de los 100 milisegundos en la mayoría de los individuos y que, por su estabilidad se
puede emplear como referencia para otras mediciones. Puede provocarse por diversos
estímulos (auditivo, visual, etc.), pero en MEG, más que el tipo de estímulo, nos va a
interesar principalmente el área donde se produce; así, hablaremos de la N100m visual
que aparece en las regiones occipitales tras estímulo visual o N100m auditiva tras
estimulación acústica en áreas supratemporales.
En la valoración de determinadas tareas neuropsicológicas, por ejemplo de recuerdo
musical, se ha observado que la actividad basal de alrededor de 10 Hz en la proximidad
de las fuentes de la onda N100m se suprime durante el proceso del recuerdo. Esta
supresión tiene lugar en ambas regiones temporales en los pacientes controles, pero en
los pacientes varones con esquizofrenia parece existir una falta de supresión en la región
supratemporal izquierda durante la realización de la tarea. En cuanto a las mujeres, en
estudios preliminares se ha encontrado también una asimetría en la supresión de la
actividad en regiones temporales izquierdas, pero llama la atención, que sólo en el caso
de los hombres, esta alteración funcional parece asociarse a una anomalía estructural.
Para algunos autores (Reite, 1997), estas diferencias serían además específicas de
género, en el sentido de que las mujeres presentarían una asimetría aun mayor en el
gyrus supratemporal izquierdo en tareas auditivas. Así, en el grupo de pacientes varones
esquizofrénicos se observó una asimetría menor que en los controles, mientras que en
las pacientes esquizofrénicas mostraron una asimetría significativamente mayor.
Además las fuentes de la N100m presentaron localizaciones significativamente más
anteriores del gyrus supratemporal en los varones33.
En cuanto a los estudios en depresión nos encontramos todavía en los comienzos. Hay
algunos grupos que han estudiado los efectos de la terapia electroconvulsiva en
depresión, donde es conocido el incremento de la presencia de ondas lentas en el EEG.
Hallazgos similares se producen en la actividad magnética espontánea en pacientes con
depresión mayor (unipolar), produciéndose un aumento de las frecuencias por debajo de
los 8 Hz que desaparecen cerca de un mes después del tratamiento. La mejoría de la
depresión en estos pacientes se acompañó de un incremento de 4 a 8Hz en la frecuencia
del ritmo de base, sobre todo en las áreas centrales y precentrales, en la parte posterior
de ambos lóbulos temporales y en la encrucijada temporo-parieto-occipital34.
De manera análoga, hasta la fecha se han realizado estudios sobre las demencias y las
modificaciones que en determinados parámetros se puedan producir ante diversos
estímulos. Así, el grupo de Näätänen y Pekkonen (1994, 1997)35, 36 han encontrado
variaciones en la respuesta Mismatch Negativity (MMN), tanto en el retraso de la P50m
y N100m previa a la aparición de la MMN, como en la diferencia en cuanto a latencias
que tenía lugar en los pacientes con Alzheimer. En estas últimas, los autores postulan
que, dadas las alteraciones funcionales y estructurales del Alzheimer, se produce una
traslación en el procesamiento neural de la respuesta, lo que conduce a un aumento de la
latencia de la MMN auditiva ipsilateral.
En cuanto al significado de las respuestas evocadas con una latencia mayor (P300,
N400, P600, etc.), se encuentran aún en fase de estudio. De hecho, asumiendo la
concepción tradicional de los generadores de los potenciales evocados de larga latencia,
o mejor, de los potenciales asociados a acontecimientos discretos, (en los que se supone
que es el procesamiento cognitivo el que produce la respuesta con ese aumento de la
latencia), una señal que cuenta con diversos generadores no puede ser detectada con
MEG, ya que ésta circunscribe su área de detección a un punto concreto del cerebro. Sin
embargo, como se ha demostrado con tareas de discriminación con estímulos visuales o
auditivos (recordaremos que en este caso la modalidad de estímulo no influye en el
resultado) existen diferencias de actividad en regiones cerebrales discretas con respecto
a la actividad basal en una tarea oddball37 o en una tarea específica de lenguaje31.
Aplicaciones posibles en un futuro próximo.
La versatilidad de la MEG para abordar el estudio de los procesos cerebrales permite
afirmar que en el futuro más inmediato será posible llevar a cabo toda una gama de
estudios en Psiquiatría. Será posible establecer las bases fisiopatológicas de gran parte
de las enfermedades psiquiátricas. De hecho, determinados paradigmas de estimulación
se han venido empleando para investigar las alteraciones en pacientes con depresión38,
mediante las respuestas evocadas de larga latencia, o con trastorno obsesivocompulsivo39. Del mismo modo, la más que satisfactoria precisión espacial junto con su
sensibilidad para tareas específicas puede ayudar a clasificar los distintos cuadros
patológicos en subtipos de acuerdo con los distintos patrones MEG. En conexión con lo
anterior, se puede valorar, una vez establecido el diagnóstico, el efecto de los fármacos
en localizaciones, o mejor redes, específicas. La MEG frente a otras técnicas funcionales
(EEG, Potenciales Evocados) presenta la posibilidad de diferenciar unas áreas corticales
de otras, pero además define con precisión el nivel de profundidad al que se ha
originado una determinada actividad. De este modo permitirá no sólo valorar el curso de
determinadas alteraciones psiquiátricas con afectación cortical sino también el de
aquellos cuadros con importante carga subcortical (Corea de Huntington, Trastorno
Obsesivo Compulsivo, Demencias Subcorticales, etc.). La monitorización de otros
tratamientos no farmacológicos como la TEC o la psicocirugía pueden también sacar
provecho de esta tecnología. Por último, queda por discernir sus aplicaciones en
Psiquiatría infantil, en donde, al tratarse de una técnica absolutamente no invasiva puede
permitir su repetición y aplicación en gran número de casos. Asimismo, su aplicación al
diagnóstico de cuadros hasta ahora de causa desconocida como ciertos tipos de autismo
y trastornos del lenguaje y el aprendizaje de etiología aún desconocida, abre nuevas
perspectivas para la MEG y su uso como herramienta cotidiana de diagnóstico de las
disfunciones psiquiátricas.
La necesidad de integrar función y estructura es hoy más necesaria que nunca para
establecer, con precisión, diagnósticos diferenciales en el ámbito de la Psiquiatría. Por
ello la utilización de técnicas que aproximen estructura y función nos permitirá realizar
un nuevo enfoque fisiopatológico y terapéutico de los procesos psíquicos40.
REFERENCIAS
1. Williamsom SJ, Kaufman L. Advances in neuromagnetic instrumentation
and studies of spontaneus brain activity. Brain Topogr 1989;2:129-39.
2. Dawson GD. Summation technique for detecting small signals in a large
irregular background. J Physiol 1951;115:1-2.
3. Caton R. The electric currents of the brain. Br Med J 1875;2:278.
4. Berger H. Über das Elektrenkephalogramm des Menschen. 1st report.
Arch Psychiatr Nervenkr 1929;87:527-70.
5. Gallen CC, Sobel DF, Schwartz BJ. Magnetic source imaging present an
future. Invest Radiol 1993;3:S2153-S157.
6. Josephson BD. Coupled superconductors. Rev Mod Phys1964,36:216-20.
7. Ilmoniemi RJ. Use of multisensor SQUID Systems in Brain Research.
SQUID 85: Superconducting Quantum Interference Device and their
applications.Walter de Gruyter. Berlin.1985:909-17.
8. Nakayama K. The relationship of the visual evoked potentials to cortical
electrophisiology. Ann NY Acad Sci 1982;388:21-36.
9. Orrison WW, Lewine JD, Sanders JA, Harsthorne MF. Functional brain
mapping. St. Louis: Mosby; 1995.
10. Swinney KR, Wikswo J. A calculation of the magnetic field of a nerve
action potential. Biophys J 1980;32:719-31.
11. Sarvas J. Basic mathematical and electromagnetic concepts of the
biomagnetic inverse problem. Phys Med Biol 1987;32:11-22.
12. Hamalainen MS, Ilmoniemi RJ. Interpreting magnetic fields of the brain:
Minimum Norm Estimates. Med Biol Eng Comput 1994;32(4):35-42.
13. Cohen D. Detection and analysis of the magnetic fields produced by
bioelectric currents in humans. J Appl Phys 1968;40:1046-8.
14. Hamalainen MS, Ilmoniemi RJ, Knuutila J, Reinikainen K. Analysis of
magnetoencephalographic data obtained with a four channel SQUID
magnetometer. Biomagnetism: applications/theory. Pergamon press NY
1985:299-305.
15. Ilmoniemi R. 7-Channel SQUID Magnetometer for brain research. Dpt. of
technical. Helsinki University of Technology; 1981.
16. Crum D. Design and performance of a 14-channel neuromagnetometer
system IEEE Trans. Biomed Eng 1985;32:890.
17. Hamalainen MS. Magnetoencephalography: a tool for functional brain
imaging. Brain Topogr 1992;5(2):95-102.
18. Daalmans G, Seifert H, Bommel FD, Hoenig HE. DC SQUIDS for a 31channel SQUID gradiometer array for biomagnetic diagnosis. En:
Proceedings of the 2nd workshop on high-temperature superconducting
electronics workshop; Shikade, Hokkaido, Japan. Association for future
electronic devices; 1989. p. 219-22.
19. Hämäläinen M, Hari R, Ilmoniemi R, Knuutila J, Lounäsmaa OV.
Magnetoencephalography, Theory, Instrumentation and Applications to
noninvasive studies of the Working Human Brain. Rev Mod Phys 1993;65
(2):418-9.
20. Rowley R. Functional localization by magnetoencephalography.
Neuroimag Clin North Am 1995;5(4):695-710.
21. Vrba J, Angus V, Betts K, et al. 143-channel whole cortex MEG system.
10th Intnl. Conference on Biomagnetism, Santa Fe, New Mexico; 1996.
Abstract Book.
22. Hämäläinen MS. An integrated MEG-EEG system for clinical studies.
Proceedings of NFSI'97 Graz, Austria; 1997.
23. Modena I, Ricci GB, Barbanera S. Biomagnetic meassurements of
spontaneus brain activity in epileptic patients. Electroencephal Clin
Neurophysiol 1982;54:622-8.
24. Shutherling WW, Crandall PH, Engel JJ. The magnetic and electric fields
agree with cranial localizations of somatosensory cortex. Neurology
1988;38:1705-14.
25. Frith C. Functional Imaging and Cognitive Abnormalities. Lancet
1995;346:615-20.
26. Canive JM, Lewine J, Roberts B, et al. Magnetoencephalographic
evaluation of schizophrenia. 10th World Congress of Psychiatry, Madrid,
Spain. Book of Abstracts; 1997. p. 68.
27. Lewine JD, Orrison WW, Astur RS et al. Explorations of pathophysical
spontaneous activity by Magnetic Source Imaging. En: Baumgartner C,
Deecke L, Stroink G, Williamson SJ, editores. Biomagnetism:
Fundamental Research and Clinical Applications. Studies in applied
electromagnetics and mechanics. Amsterdam: Elsevier press; 1995. p. 559.
28. Salenius S, Kajola M, Thomson WL, Kosslyn S, Hari R. Reactivity of
Magnetic parieto-occipital Alpha rythm during visual imaginery.
Electroencephalograph Clin Neurophysiol 1995;95:453-62.
29. Eulitz C, Diestch E, Pantev C, Hampson S, Elbert T. The magnetic and
electric brain activity evoked by the processing of tone and vowel stimuli.
J Neurosci 1995;15(4):2748-55.
30. Pantev C, Bertr O, Eulitz C, Verkindt C, Hampson S, Schuierer G, Elbert
T. Specific tonotopic organization of different areas of the human auditory
cortex revealed by simultaneous magnetic and electric recordings.
Electroencephalograph Clin Neurophysiol 1995;94(1):26-40.
31. Maestú C, Gómez-Utrero E, Piñeiro R, Picazo ML, Bardasano JL.
Diferencias de procesamiento en dos lenguajes mediante registros
magnetoencefalográficos. En: Bardasano JL, editor. Biomagnetismo y
salud pública. Universidad de Alcalá; 1997. p. 285-92.
32. Maestú C, Gómez-Utrero E, Piñeiro R, RG Sola. Magnetoencefalografía:
Una Nueva Técnica de Diagnóstico Funcional en Neurociencia.
Neurología. En prensa 1998.
33. Reite M, Sheeder J, Teale P, Adams M, Richardson D, Simon J, et al.
Magnetic Source Imaging evidence of sex differences in cerebral
lateralization in schizophrenia. Arch Gen Psychiatry 1997;54:433-40.
34. Salmelin R, Makela JP, Heikman P, Kuoppasalmi K, Hari R. Human brain
rythms and electroconvulsive theraoy. Soc Neurosci 1996;22(1):432.
35. Näätänen R, Ilmoniemi RJ, Alho K. Magnetoencephalography in studies
of cognitive brain function. Trends Neurosci 1994;17:389-95.
36. Pekkönen E, Huotiläinen M, Virtänen J, Sinkkonen J, Rinne T, Ilmoniemi
RJ, et al. Age-related functional differences between auditory cortices: a
whole-head MEG study. Neuroreport 1995;6:1803-6.
37. Nishitani N, Nagamine T, Shibashaki H. Auditory and visual novel
magnetic fields studied by magnetoencephalography. Electroenceph Clin
Neurophysiol Abstract Book of the 14th International Congress of EEG
and Clinical Neurophysiology; Florence; 1997. p. 201.
38. Bruder GE, Stewart JW, Towey JP, Friedman D, Tenke CE, Voglmaier
MM, et al. Abnormal cerebral laterality in bipolar depression.
Convergence of behavioral and brain event-related potentials findings.
Biol Psychiatry 1992;32:33-47.
39. Robinson D, Wu H, Munne RA, Ashtari MI, Ma J, Alvir J, et al. Reduced
caudate nucleus volume in obsessive compulsive disorder. Arch Gen
Psychiatry 1995;52:393-8.
40. Maestú C. Valoración comparativa de las técnicas
magnetoencefalográficas y su aplicacion clínica [tesis doctoral]. Alcalá de
Henares: Facultad de Medicina, Universidad de Alcalá; 1997
Referencia a este artículo según el estilo Vancouver:
Maestú C, Gómez-Utrero E, Piñeiro R, Saiz Ruiz J. Magnetoencefalografía y psiquiatría. Psiquiatría.COM [revista
electrónica] 1998 Junio [citado 1 Jul 1998];2(2):[30 pantallas]. Disponible en: URL:
http://www.psiquiatria.com/psiquiatria/vol2num2/art_6.htm
NOTA: la fecha de la cita [citado...] será la del día que se haya visualizado este artículo.
info@psiquiatria.com
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