l desarrollo de la imaginería por resonancia magnética como técnica de imaginería médica abrió las puertas a varios métodos de imaginería especializados, que resaltan distintos procesos físicos y químicos del organismo — entre ellos la difusión y la activación neuronal. Ambos se han convertido en centros de atención de la investigación.
La resonancia magnética de difusión aprovecha el movimiento difusional aleatorio de las moléculas de agua y se utiliza en la neuroimaginería por RM. Durante los últimos años, la investigación adicional de numerosos grupos ha convertido este tema en uno de los campos de investigación favoritos en la imaginería por RM.
Figura 20-53: Edward O. Stejskal (1932-2011).
Algunos de los trabajos esenciales y fundamentales fueron publicados ya en 1965 por Edward O. Stejskal (Figura 20-53) y John E. Tanner en la Universidad de Wisconsin [⇒ Stejskal 1965] (véase también el Capitulo 11).
Las imágenes cerebrales funcionales (fMRI) se volvieron igualmente atractivas para la investigación interdisciplinar y para grupos muy alejados de la ciencia convencional.
Figura 20-54:
John W. Belliveau (1959-2014) y la portada de Science (1 de noviembre de 1991) en la que aparece una de las primeras imágenes funcionales de Belliveau a través del cerebro.
Varios grupos de investigación se centraron en la activación neuronal, entre ellos John W. Belliveau (Figura 20-54) y sus colaboradores de Boston [⇒ Belliveau 1990; 1991], que observaron el realce de las regiones estimuladas de la corteza visual humana siguiendo el primer paso de un agente de contraste por el cerebro.
Otros grupos, sin embargo, intentaron explotar las diferencias en las propiedades magnéticas de la sangre en función de su estado de oxigenación. La base del contraste BOLD fue descrita por Pauling y Coryell en 1936 [⇒ Pauling 1936]:
Figura 20-55:
Documento de Pauling y Coryell (portada).
"Hace más de noventa años, el 8 de noviembre de 1845, Michael Faraday investigó las propiedades magnéticas de la sangre seca y anotó: 'Debo probar con sangre fluida reciente'. Si hubiera determinado las susceptibilidades magnéticas de la sangre arterial y venosa, habría encontrado que diferían en una gran cantidad (tanto como un veinte por ciento para la sangre completamente oxigenada y completamente desoxigenada); este descubrimiento sin duda habría despertado mucho interés y habría influido apreciablemente el curso de la investigación sobre la sangre y la hemoglobina." (Figura 20-55).
En los Laboratorios Bell de AT&T en Nueva Jersey, Seiji Ogawa (Figura 20-56) y sus colaboradores recopilaron y elaboraron estos resultados y desarrollaron la idea de monitorear la actividad cerebral tras la estimulación con contraste BOLD (Blood Oxygenation Level Dependent) [⇒ Ogawa 1990].
Figura 20-56: Seiji Ogawa.
En la carrera (si es que hubo carrera) de quién publicó la primera imagen BOLD en un animal Ogawa quedó primero en 1990, Robert Turner segundo en 1991 [⇒ Turner 1991], y terceros K.K. Kwong, John Belliveau y colaboradores en 1992; sin embargo, ellos publicaron la primera imagen humana [⇒ Kwong 1992]. Kwong había realizado con éxito el primer experimento en humanos en mayo de 1991, pero lamentablemente su artículo había sido rechazado por Science.
La RM funcional utilizando BOLD se emplea actualmente como una de las principales técnicas de investigación para cartografiar las regiones visuales, auditivas y sensoriales para la investigación en neurobiología y psicología. Sin embargo, su validez sigue siendo muy controvertida [⇒ Kim, Ogawa 2012].
El concepto de utilizar agentes de contraste paramagnéticos para realzar patologías fue descrito por Paul C. Lauterbur, Maria Helena Mendonça-Dias y Andrew M. Rudin en 1978 (Figura 20-57) [⇒ Lauterbur 1978]. Tras inyectar una solución de sal de manganeso como agente de contraste obtuvieron imágenes de cinco perros con infartos de miocardio y pudieron resaltarlos.
Figura 20-57:
Extracto del artículo de Lauterbur de 1978 en "Frontiers of Biological Energetics" sobre el uso del manganeso para resaltar los infartos de miocardio en perros; la primera descripción del uso de agentes de contraste en la imaginería por RM.
En octubre de 1983, el grupo de Lauterbur publicó una importante visión general de los agentes de contraste paramagnéticos en la imaginería por RM, en la que se explicaban los problemas y las cuestiones implicadas en el desarrollo de posibles agentes de contraste [⇒ Mendonça-Dias 1983].
En el periodo transcurrido entre la publicación de estos dos artículos, científicos del mundo académico y de la industria tomaron nota e iniciaron sus propias investigaciones en este campo. Se obtuvieron varias patentes que influyeron en la progresión posterior de una carrera trepidante, en parte envuelta en el secreto.
Figura 20-58: Hanns-Joachim Weinmann (1949-2009).
La antigua empresa Schering presentó una solicitud de patente para la dimeglumina Gd-DTPA en julio de 1981 en un proyecto en el que participaban Hanns-Joachim Weinmann (Figura 20-58) y Ulrich Speck[⇒ Weinmann 1983]. En 1984, Dennis H. Carr, de Londres, y Wolfgang Schörner, de Berlín, publicaron las primeras imágenes en humanos [⇒ Carr DH 1984; ⇒ Schörner 1984]. En 1988 se comercializó el Gd-DTPA (Magnevist), seguido poco después, en 1989, por el Gd-DOTA (Dotarem) de Guerbet en París. Durante mucho tiempo, Dotarem fue el único producto seguro del mercado. Magnevist y varios otros tuvieron que ser retirados por sus efectos secundarios.
En la década de 1990 y principios de la década de 2000 aparecieron más agentes en el mercado.
Durante las últimas décadas, se han descrito en la literatura o patentado más de 1.000 posibles agentes de contraste para RM, pero sólo una docena están disponibles en el mercado para uso clínico.
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