En el Centro de Imágenes Cerebrales de la Universidad de Cardiff (CUBRIC), observar el funcionamiento de la mente es algo más que cosas de ciencia ficción. Usando una tecnología llamada Estimulación Magnética Transcraneal (TMS, por sus siglas en inglés), los investigadores pueden estimular de forma segura y sin dolor la actividad eléctrica en una parte del cerebro de un voluntario, y descubrir cómo esto afecta su capacidad cognitiva, o incluso usar un escáner de IRM para observar los cambios en la actividad cerebral en una pantalla.

CUBRIC research building- photo of the side looking up at signage
man standing and woman sitting, CUBRIC building, Cardiff University
Edificio CUBRIC, Universidad de Cardiff

Además, la investigación en CUBRIC se basa en equipos fabricados en Gales. Magstim, con sede en Whitland en Carmarthenshire, es un desarrollador y fabricante de máquinas TMS líder en el mundo. Su larga asociación con CUBRIC alcanzó un hito en 2016, cuando proporcionó aparatos para el nuevo – galardonado - edificio del Centro en el Campus de Ciencia e Innovación de la Universidad.

Testing at Cardiff University Brain Research Imaging Centre
Technician looking at Motherboard
Fabricación de equipos de TMS en el Magstim

Las máquinas TMS funcionan estimulando la actividad eléctrica en el cerebro con pulsos magnéticos breves y altamente enfocados, que se administran a través de un campo de bobina cerca de la cabeza. Michael Polson, director técnico de Magstim, explica: "Le proporcionamos a CUBRIC dos tipos de máquinas. Hacemos un dispositivo que produce pulsos únicos. En su forma más simple, esto permite a los científicos observar cómo funcionan ciertas vías nerviosas, casi como un comprobador de circulación.

TMS equipment used at Cardiff University
TMS equipment being held on the head of a patient to scan the brain
Equipo de TMS en la Universidad de Cardiff

"El otro tipo de dispositivo que tienen es nuestro estimulador de velocidad rápida, que puede entregar trenes más largos de pulsos eléctricos. Esto se puede usar junto con un escáner de IRM para ver qué sucede con el metabolismo cerebral: estimulan una parte del cerebro y pueden ver cómo esto hace que la actividad comience en otros lugares, como una línea de fichas de dominó. Muestra cómo las vías nerviosas se interconectan e interactúan entre sí.”

Nuestro grupo de investigación está principalmente interesado en el control cognitivo y la inhibición de la respuesta. Ese es el proceso de detener una acción una vez que se haya iniciado."

Adam Partridge, gerente del Laboratorio de estimulación cerebral de CUBRIC, dice: "Nuestro grupo de investigación está principalmente interesado en el control cognitivo y la inhibición de la respuesta. Ese es el proceso de detener una acción una vez que se haya iniciado.

"Podemos dirigirnos a las áreas del cerebro que nos interesan, emitir pulsos mientras las personas realizan tareas de comportamiento y luego medir el resultado de esa tarea, por ejemplo, su tiempo de reacción o precisión. Esa es la forma más sencilla en que usamos los equipos de Magstim, para sondear las conexiones entre el cerebro y el comportamiento ".

Graphic of Phrenology head
TMS equipment being held on the head of a patient to scan the brain
Diagrama ilustrado de localización frenologica y equipo TMS en la Universidad de Cardiff

El uso de máquinas TMS en la misma habitación que un escáner de resonancia magnética (en realidad un gigantesco electroimán) genera enormes desafíos técnicos que los ingenieros de Magstim han estado trabajando arduamente para resolver.

"Se ejercen enormes fuerzas sobre la bobina, lo que puede hacer que se fracture", dice Polson. "Hice algunos cálculos y se me ocurrió una estimación aproximada de 10,000 newtons, o 1,000kg. Esto es el equivalente a un automóvil colgando de un lado de nuestra bobina. Y tenemos que evitar que las máquinas Magstim causen interferencias de radio que impiden que el escáner sensible funcione. Es un reto difícil ".

Woman working at desk in  CUBRIC
Fabricación de equipos de TMS en el Magstim

Lejos del laboratorio, el TMS no solo se utiliza como herramienta de investigación. En los últimos años, ha sido aprobado como un tratamiento sin drogas para la depresión en muchos territorios, incluidos los Estados Unidos y el Reino Unido. Esto le ha brindado a Magstim un mercado más amplio para sus máquinas, llevando el nombre de la compañía galesa a hospitales e instalaciones de tratamiento en todo el mundo.

Y aunque el trabajo realizado en CUBRIC es altamente teórico, los descubrimientos de sus científicos podrían tener un efecto profundo en la comprensión y el tratamiento de muchas afecciones neurológicas comunes. Partridge dice: "Estamos haciendo neurociencia básica y tratando de entender cómo funciona el cerebro; pero más adelante, podría aplicarse a todo tipo de cosas como problemas de adicción al juego o trastornos de la alimentación. Los aspectos del control cognitivo están muy implicados en muchos aspectos de estos trastornos".