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# Biología # Neurociencia

Nueva tecnología MEG prepara el terreno para la investigación cerebral

OPM-MEG mide la actividad cerebral con mejor comodidad y flexibilidad para los participantes.

Laszlo Demko, Sandra Iglesias, Stephanie Mellor, Katja Brand, Alexandra Kalberer, Laura Köchli, Stephanie Marino, Noé Zimmermann, Jakob Heinzle, Klaas Enno Stephan

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La Magnetoencefalografía (MEG) es un método que se usa para medir la Actividad cerebral. Es como poner un micrófono en el cerebro para escuchar cómo habla, ¡pero con un giro! Hay una nueva versión de este método llamada OPM-MEG, que usa sensores especiales que pueden medir las señales del cerebro sin que la gente tenga que quedarse quieta por mucho tiempo. ¡Esto es genial porque muchas personas, como los niños o los pacientes, pueden tener problemas para estar tranquilos durante pruebas largas!

Los sistemas de MEG normales suelen depender de sensores superconductores muy fríos, que pueden ser voluminosos y requieren configuraciones complejas. En cambio, los sensores OPM-MEG son más ligeros y sencillos, además de que se pueden ajustar para adaptarse a las cabezas de cada uno. Imagina llevar un casco que se siente como una gorra ajustada mientras escuchas unos tonos. ¡Suena divertido, ¿verdad?!

¿Qué hace que OPM-MEG sea diferente?

A diferencia del MEG clásico, estos sensores se pueden colocar en cascos portátiles. Esto significa que los participantes pueden mover la cabeza o incluso cambiar de posición mientras se realiza el estudio. Esta flexibilidad es una gran ventaja para la investigación, especialmente cuando trabajas con personas que pueden moverse mucho o necesitan cambiar de posición para sentirse cómodos.

Aunque OPM-MEG es prometedor, todavía está encontrando su lugar en el mundo científico. Los investigadores deben asegurarse de que las mediciones tomadas con estos nuevos sensores sean consistentes y confiables a lo largo del tiempo antes de que se puedan usar ampliamente. Por ejemplo, los científicos quieren saber si obtienen los mismos resultados cuando examinan a la misma persona en días diferentes. Esto se llama fiabilidad test-retest. También quieren asegurarse de que los resultados de OPM-MEG coincidan con los métodos establecidos para medir la actividad cerebral.

La negatividad de desajuste auditivo: ¿Qué es eso?

Para evaluar qué tan bien funciona OPM-MEG, los científicos a menudo miran algo llamado negatividad de desajuste auditivo (MMN). Piensa en ello como la respuesta de sorpresa del cerebro. Cuando escuchas un sonido que no coincide con tus expectativas, como una nota incorrecta en una canción, tu cerebro reacciona. Esta respuesta se puede medir y ayuda a los científicos a entender cómo procesa el cerebro los sonidos.

La MMN se descubrió por primera vez usando EEG, otro método de medición de la actividad cerebral. Se usa mucho en la investigación cerebral y se ha estudiado usando tanto sistemas MEG tradicionales como EEG. Esta familiaridad hace que la MMN sea un buen punto de referencia para ayudar a los científicos a ver si su nueva configuración OPM-MEG funciona igual de bien, si no mejor.

Experimento: probando OPM-MEG

Un grupo de investigadores decidió probar el sistema OPM-MEG usando la MMN. Reunieron a 30 participantes de diferentes edades y les dieron la oportunidad de participar en dos sesiones de pruebas. Entre las dos sesiones, los investigadores se aseguraron de que los cascos estuvieran colocados de la misma manera en la cabeza de cada participante. Después de todo, ¡a nadie le gusta perderse información cerebral por un casco tambaleante!

Durante las pruebas, los participantes escucharon una serie de tonos. El experimento mezcló tonos altos y bajos, pidiendo a los participantes que se concentraran en una tarea visual simple mientras se reproducían los sonidos. Esta configuración se diseñó para ver qué tan bien podía OPM-MEG rastrear las reacciones del cerebro a los tonos inesperados.

Recopilación y procesamiento de datos

Mientras los participantes escuchaban los sonidos, el sistema OPM-MEG registró su actividad cerebral. Los investigadores trabajaron duro para limpiar los datos filtrando cualquier ruido no deseado, como cuando intentas concentrarte en un buen libro y filtras todas las distracciones.

Una vez que los datos se limpiaron, los investigadores examinaron cómo reaccionó el cerebro a los sonidos. Querían ver si podían obtener señales claras de MMN como las que se habían visto en estudios previos con sistemas MEG y EEG convencionales. Para hacer esto, miraron de cerca el momento de estas respuestas y cómo se alineaban con patrones conocidos de hallazgos anteriores.

Resultados: ¿Qué encontraron?

Los investigadores encontraron que las respuestas de MMN medidas con OPM-MEG eran realmente similares a las reportadas en estudios que usaron métodos tradicionales. No solo los tiempos eran comparables, ¡sino que los patrones generales de actividad cerebral también se veían bastante familiares! Esto fue una excelente noticia—como descubrir que tu sabor de helado favorito todavía está disponible en la nueva heladería del pueblo.

El equipo también examinó más a fondo la fiabilidad. Estudiaron si las respuestas de MMN eran estables a lo largo de las dos sesiones de prueba. Los resultados mostraron una buena fiabilidad para la intensidad de la respuesta de MMN, pero no tanto para el momento de la respuesta. Parecía que el cerebro era sólido al dar el golpe, pero a veces tenía un poco de confusión sobre cuándo exactamente aterrizó ese golpe.

Desglosando los hallazgos de fiabilidad

Para explicar esto un poco más, cuando los investigadores midieron cuánto variaba la MMN entre sesiones, encontraron que la fuerza de la respuesta era consistente. Esto significaba que si escuchabas un sonido sorprendente hoy, podrías esperar que tu cerebro reaccionara de manera similar mañana. Sin embargo, cuando se trataba del tiempo, las cosas eran menos estables. Esta falta de consistencia en el tiempo es algo confusa—¡casi como llegar eternamente tarde a las fiestas!

Algunos participantes pueden no haber tenido respuestas de MMN fuertes, lo que podría llevar a un tiempo inconsistente. Si la respuesta del cerebro de un participante era débil, el tiempo podría verse muy diferente cada vez que se probara. Sin embargo, la fuerza general seguía siendo confiable, lo que significa que el método mostró potencial para medir la actividad cerebral de manera efectiva.

¿Qué sigue para OPM-MEG?

Mirando hacia el futuro, los investigadores de este estudio están interesados en abordar los problemas de fiabilidad en cuanto al tiempo. Planean mejorar la configuración de OPM-MEG desarrollando mejores métodos para alinear las posiciones de los sensores en diferentes participantes. Piensa en esto como hacer que todos en una fila de baile se muevan de manera sincronizada en lugar de en un zigzag caótico.

Además, usar técnicas avanzadas, como mirar directamente de dónde provienen las señales en el cerebro, también podría ayudar a mejorar la fiabilidad de las mediciones. Esto podría darles una imagen más clara de lo que está sucediendo dentro del cerebro cuando se trata de procesar sonidos inesperados.

Conclusión: El futuro se ve brillante

Este estudio de control de calidad pinta un panorama positivo para OPM-MEG como una herramienta valiosa para medir la actividad cerebral. Con su capacidad para proporcionar resultados que se alinean bien con métodos establecidos y un historial prometedor en ciertos aspectos de fiabilidad, se está perfilando como un fuerte contendiente en el mundo de las técnicas de imagen cerebral.

En última instancia, OPM-MEG puede abrir el camino para investigaciones más accesibles y amigables para los pacientes. Ya sea ayudando a niños con desafíos auditivos o proporcionando información sobre la función cerebral para varios problemas de salud, este método emocionante tiene el potencial de ser un gran cambio de juego. ¡Ahora, si tan solo pudieran encontrar una manera de hacer que los cascos sean un poco más estilosos, tal vez se conviertan en la próxima gran tendencia de moda en neurociencia!

Fuente original

Título: Test-retest reliability of auditory MMN measured with OPM-MEG

Resumen: In this paper, we report results from an investigation of auditory mismatch responses as measured by magnetoencephalography (MEG) based on optically pumped magnetometers (OPM). Specifically, as part of a quality control study, we examined the reliability and validity of auditory mismatch negativity (MMN) recordings, obtained with a newly installed OPM-MEG system. Based on OPM-MEG data from 30 healthy volunteers, measured twice with an established auditory MMN paradigm with frequency deviants, we examined the following questions: First, we focused on construct validity and examined whether OPM-MEG measurements of MMN responses (in terms of event-related fields, ERFs) were qualitatively comparable to previous MMN findings from studies using EEG or MEG based on superconducting quantum interference devices (SQUIDs). In particular, we examined whether significant MMN responses measured by OPM-MEG occurred in a comparable time window and showed a similar topography as in previous EEG/MEG studies of MMN. Second, we quantified test-retest reliability of MMN amplitude and latency over two separate measurement sessions. The results of our analyses show that MMN responses recorded with OPM-MEG are in good agreement with previously reported MMN results in terms of timing and topography. Furthermore, the comparison of group-level MMN topographies and timeseries shows excellent consistency across the two measurement sessions. Our quantitative test-retest reliability analyses at the sensor level indicate good reliability for MMN amplitude, but poor reliability for MMN latency. Overall, our findings suggest that OPM-MEG measurements of auditory MMN (i) are comparable to results from EEG and SQUID-based MEG and (ii) show good test-retest reliability for amplitude measures at the sensor level. Notably, these results were achieved in an "out of the box" state of the OPM-MEG system, shortly after installation and without further optimisation. The reason for the insufficient reliability for MMN latency we observed is currently under investigation and represents an important target for future improvements.

Autores: Laszlo Demko, Sandra Iglesias, Stephanie Mellor, Katja Brand, Alexandra Kalberer, Laura Köchli, Stephanie Marino, Noé Zimmermann, Jakob Heinzle, Klaas Enno Stephan

Última actualización: 2024-12-16 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.10.627674

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.10.627674.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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