Científicos lograron transmitir luz a través del cerebro: la tecnología promete transformar el diagnóstico neurológico

La posibilidad de observar el interior del cerebro humano con equipos portátiles y asequibles dejó de ser una mera aspiración teórica. Un equipo de la Universidad de Glasgow logró, por primera vez, transmitir luz a través de la cabeza de una persona, un avance que podría transformar la imagen cerebral y el diagnóstico neurológico, según informó IEEE Spectrum.

Este hito científico abre la puerta a tecnologías ópticas capaces de ofrecer imágenes cerebrales profundas sin depender de los costosos y voluminosos equipos actuales.

El experimento, liderado por Daniele Faccio y Jack Radford, consistió en enviar millones de fotones de luz infrarroja desde un láser de 1,2 vatios y 800 nanómetros de longitud de onda a través de la cabeza de un voluntario.

Un detector colocado en el lado opuesto registró los tiempos de llegada de los fotones, lo que permitió a los investigadores analizar los posibles trayectos recorridos al atravesar el cráneo y el tejido cerebral. La similitud entre los datos experimentales y las simulaciones por computadora confirmó que la señal detectada correspondía a la transmisión real de luz a través de la cabeza, y no a un fenómeno aleatorio.

Desafíos técnicos y proceso experimental

El camino hasta este resultado estuvo marcado por numerosos desafíos técnicos. Durante cinco años, el grupo de Glasgow realizó múltiples pruebas sin éxito, enfrentando la dificultad de que solo una mínima fracción —un fotón entre un billón de billones— logra atravesar la cabeza humana. “Hubo momentos en los que pensamos que quizá era imposible, porque durante años no vimos ninguna señal”, relató Radford en IEEE Spectrum.

Para reducir el ruido de fondo y mejorar la detección, el equipo implementó medidas como cubrir al voluntario con telas negras, realizar los experimentos en una caja oscura y probar diferentes configuraciones de láser, incluso utilizando cascos de bicicleta y correas de barbilla. Solo tras estos ajustes lograron obtener resultados concluyentes.

El potencial de este avance reside en la posibilidad de desarrollar dispositivos de imagen cerebral que combinen la profundidad de la resonancia magnética funcional (fMRI) con la portabilidad y bajo costo del electroencefalograma (EEG).

Actualmente, el EEG permite registrar la actividad cerebral de manera económica, pero solo capta señales superficiales, mientras que la fMRI ofrece imágenes profundas a un alto coste y con equipos de gran tamaño. La nueva técnica óptica podría superar esta dicotomía, facilitando el acceso a diagnósticos avanzados en hospitales y centros de salud sin grandes recursos.

Aplicaciones médicas y limitaciones actuales

Jack Radford destacó que la tecnología óptica profunda podría revolucionar la evaluación de condiciones neurológicas difíciles de cuantificar, como el deterioro cognitivo, enfermedades neurodegenerativas, confusión mental o conmociones cerebrales.

En la actualidad, el diagnóstico de estos trastornos suele basarse en cuestionarios, ya que no existen biomarcadores claros para monitorizar la salud cerebral a lo largo del tiempo. Herramientas ópticas capaces de penetrar en el cerebro podrían ofrecer métodos más objetivos y accesibles para identificar estos problemas.

Otra aplicación relevante sería el diagnóstico rápido de accidentes cerebrovasculares. El tratamiento efectivo de un ictus depende de la identificación precisa de su causa mediante tomografías computarizadas o resonancias magnéticas, pruebas que no siempre están disponibles de inmediato debido a su coste y complejidad.

Un escáner cerebral portátil basado en imagenología óptica permitiría detectar la causa del ictus junto a la cama del paciente, acelerando la intervención médica y reduciendo el riesgo de daños neurológicos graves.

El entusiasmo generado por este avance se ve matizado por la opinión de expertos externos. Roarke Horstmeyer, profesor de ingeniería biomédica en la Universidad de Duke, subrayó en declaraciones a IEEE Spectrum que, hasta ahora, las técnicas ópticas solo permitieron explorar la superficie cerebral. “La investigación ayuda a evaluar si esta tecnología óptica puede empezar a alcanzar regiones más profundas”, afirmó.

No obstante, Horstmeyer advirtió que la tecnología aún se encuentra en una fase muy inicial y que el experimento no logró obtener imágenes funcionales del cerebro, sino únicamente demostrar la transmisión de luz.

Persisten importantes limitaciones técnicas y biológicas. De los ocho voluntarios que participaron en las pruebas, solo en uno —con piel clara y sin cabello— se detectó una señal suficiente. Factores como el color de la piel, el grosor del cráneo o el peinado pueden determinar el éxito o fracaso de la detección.

Horstmeyer explicó que, al trabajar con niveles de luz tan bajos, pequeñas diferencias anatómicas pueden impedir la transmisión de fotones. Mientras que Radford reconoció que modificar la potencia y el tamaño del haz láser podría ayudar a superar estas barreras, aunque ello podría afectar la resolución espacial de las imágenes, un problema que aún no tiene solución definitiva.

A pesar de estos retos, el equipo de la Universidad de Glasgow considera que el principal valor de su trabajo radica en haber demostrado la viabilidad física de un objetivo que muchos consideraban inalcanzable.

El científico Jack Radford expresó su esperanza de que este logro inspire el desarrollo de una nueva generación de dispositivos de imagen cerebral, capaces de transformar la práctica médica y la investigación neurológica.