Un equipo internacional de investigadores ha puesto en duda uno de los pilares de la neurociencia moderna: la interpretación de las señales BOLD en la resonancia magnética funcional (fMRI).
Durante décadas, estas señales —que miden cambios en la oxigenación de la sangre— se han usado como un indicador indirecto de la actividad neuronal. Sin embargo, un nuevo estudio publicado en Nature Neuroscience revela que esta relación no es tan confiable como se pensaba.
La investigación, liderada por Samira M. Epp y Valentin Riedl, analizó datos de 40 participantes sometidos a tareas cognitivas como cálculos matemáticos y recuerdos autobiográficos. Los resultados mostraron que aproximadamente el 40% de las áreas cerebrales con cambios significativos en la señal BOLD presentaban un metabolismo de oxígeno en dirección opuesta. En otras palabras, mientras la señal sugería un aumento o disminución de la actividad, el consumo real de oxígeno indicaba lo contrario.
Este hallazgo es especialmente relevante en la llamada red por defecto del cerebro, una región vinculada a la memoria y la introspección. Allí, las señales negativas de BOLD —tradicionalmente interpretadas como “menos actividad”— en realidad coincidían con un aumento del metabolismo de oxígeno.
Los investigadores explican que existen dos tipos de respuestas hemodinámicas:
- Concordantes, donde la señal BOLD coincide con el metabolismo de oxígeno.
- Discordantes, donde ocurre lo contrario.
En las respuestas discordantes, el cerebro regula la demanda de oxígeno principalmente a través de la fracción de extracción de oxígeno (OEF), y no tanto mediante el flujo sanguíneo cerebral (CBF), como se pensaba.
“Nuestros resultados muestran que la señal BOLD por sí sola puede llevar a interpretaciones erróneas de la actividad neuronal”, señala Valentin Riedl. “La neurociencia necesita métodos más cuantitativos para comprender cómo funciona realmente el cerebro”.
Este descubrimiento no invalida el uso de la fMRI, pero sí advierte que su interpretación debe ser más cuidadosa. Los autores recomiendan combinar la señal BOLD con técnicas cuantitativas que midan directamente el metabolismo de oxígeno, como el enfoque mqBOLD, para obtener una imagen más precisa.
El impacto del estudio es enorme: miles de investigaciones previas basadas únicamente en la señal BOLD podrían necesitar ser reevaluadas. Además, abre nuevas vías para estudiar condiciones como el envejecimiento, enfermedades neurodegenerativas y trastornos psiquiátricos, donde los patrones de oxigenación cerebral son clave.
Este hallazgo nos recuerda que el cerebro es más complejo de lo que las herramientas actuales pueden captar, y que la ciencia debe seguir afinando sus métodos para descifrar sus misterios.
¿Qué son las señales BOLD?
Las señales BOLD (del inglés Blood Oxygen Level Dependent) son un tipo de medida que se utiliza en la resonancia magnética funcional (fMRI) para estudiar el cerebro. Estas señales registran los cambios en la cantidad de oxígeno presente en la sangre que circula por las diferentes áreas cerebrales. Cuando una región del cerebro se activa, necesita más energía, y esa energía proviene del oxígeno. Por eso, el flujo sanguíneo cambia y la fMRI detecta esas variaciones.
Lo interesante es que la señal BOLD no mide directamente la actividad de las neuronas, sino que observa cómo cambia la oxigenación de la sangre. Es como mirar las huellas que deja la actividad cerebral en el sistema circulatorio. Por ejemplo, si un grupo de neuronas empieza a trabajar más intensamente, el cuerpo envía más sangre rica en oxígeno a esa zona, y la fMRI registra ese aumento como una señal positiva.
Sin embargo, estudios recientes han demostrado que esta relación no siempre es tan simple. En algunos casos, la señal BOLD puede mostrar un aumento o disminución que no coincide con el consumo real de oxígeno de las neuronas. Esto significa que, aunque la fMRI es una herramienta muy útil, sus resultados deben interpretarse con cuidado y complementarse con otras técnicas que midan directamente el metabolismo cerebral.
Con información de Revista Nature.