Un nuevo atlas de los núcleos del tálamo para conocer mejor el cerebro

Parque Científico y Tecnológico de Gipuzkoa

Un estudio multidisciplinar liderado por el BCBL abre la puerta a la investigación de la estructura y funciones de los núcleos talámicos humanos y su implicación en trastornos como la dislexia y enfermedades como la epilepsia, el Huntington y la esquizofrenia

El nuevo atlas talámico presenta una alta validez y fiabilidad, funciona adecuadamente con múltiples tipos de datos de neuroimagen y clasifica de manera óptima entre personas con o sin enfermedad de Alzheimer

Se trata de la primera herramienta de estas características, capaz de adaptarse de un modo más óptimo al tamaño y las características del tálamo de cualquier individuo

El tálamo es una de las estructuras más importantes del cerebro humano. Sus núcleos están implicados en multitud de funciones muy específicas y distribuye en el cerebro la información proveniente del aparato motor y de todos los sentidos del ser humano, a excepción del olfato. Su importancia es tal que, si se lesiona, el individuo puede entrar en coma.

Hasta ahora, cuando la investigación en neuroimagen examinaba la función y estructura del tálamo, solo podían observarlo en su totalidad, sin discriminar adecuadamente entre sus núcleos, los cuales son altamente específicos en su función y conexiones con la corteza cerebral.

En este contexto, cuando los investigadores buscaban examinar la posible participación del tálamo en alguna enfermedad o en la conducta de participantes sanos, no poder observar la actividad del tálamo en función de sus distintos núcleos específicos impedía entender la influencia de estos núcleos en trastornos específicos.

Sin embargo, un estudio multidisciplinar en el que han participado científicos del Basque Center on Congnition Brain and Language (BCBL) de San Sebastián y que ha sido publicado recientemente por la revista de divulgación científica Neuroimage, ha alumbrado el primer atlas del tálamo de carácter probabilístico capaz de examinar de un modo válido y fiable con datos de neuroimagen sus distintos núcleos y funciones específicas.

Por sus características, este nuevo atlas es capaz de identificar los distintos núcleos talámicos y en el futuro podrá ser utilizado en muestras clínicas en distintas enfermedades en las que el tálamo está fuertemente implicado. Su carácter probabilístico lo convierte en la primera herramienta de este tipo que puede adaptarse de un modo más óptimo al tamaño y características del tálamo de cualquier persona.

El investigador del BCBL Kepa Paz-Alonso y el investigador de la University College London Juan Eugenio Iglesias explican que este proyecto tiene “un gran impacto en la comunidad científica en neuroimagen porque permitirá profundizar no sólo en la investigación básica sobre las funciones y estructuras de los núcleos talámicos humanos, sino también avanzar en el estudio clínico de trastornos como la dislexia y de enfermedades como la esquizofrenia, la epilepsia, la enfermedad de Huntington y el Alzheimer, entre otras”.

Proyecto multidisciplinar

Este proyecto multidisciplinar liderado por el BCBL, la University College London y la Universidad de Castilla-La Mancha, se ha desarrollado durante cuatro años y ha contado con la participación clave de investigadores de prestigio internacional como el profesor Ricardo Insausti de la Universidad de Castilla-La Mancha y Bruce Fischl, del Martinos Center for Biomedical Imaging del Massachusetts General Hospital y Harvard Medical School.

En una primera fase los investigadores tomaron seis cerebros humanos y los sometieron a pruebas de resonancia magnética de alta resolución. A continuación, laminaron los 12 tálamos (2 por cerebro) para examinar su histología, observar los tipos de neuronas que había en cada zona y delimitar los 26 núcleos talámicos en los que se divide el atlas. Y finalmente se validó dicho atlas a través de distintas pruebas computacionales.

Una vez creado el atlas comenzaron las pruebas de validación. Entre otras pruebas de validación, los investigadores examinaron una muestra compuesta por 213 personas con Alzheimer y otras 161 sanas. El atlas probabilístico permitió discriminar entre personas que padecían y que no padecían la enfermedad con una exactitud del 88%.

“Funciona bien”

“El nuevo atlas funciona y funciona bien. Se corresponde adecuadamente con clasificaciones previas de núcleos tálamicos, es preciso en el tiempo, se adapta a múltiples imágenes de resonancia y, además, es capaz de clasificar de un modo adecuado entre pacientes con y sin Alzheimer”, asegura Juan Eugenio Iglesias.

Esta herramienta abre la puerta a la investigación de la implicación del tálamo y sus núcleos a enfermedades como la esquizofrenia, la epilepsia, el Alzheimer, el Huntington y la dislexia. Concretamente, sobre este último trastorno de la lectura, Kepa Paz-Alonso asegura que “gracias a esta herramienta vamos a poder examinar de una manera más precisa y fiable qué núcleos talámicos están implicados en la dislexia, y cómo se conectan funcional y estructuralmente con distintas áreas del circuito de la lectura, así como con áreas visuales, auditivas y atencionales implicadas en este trastorno”.