MODELO BIOFÍSICO DEL ACOPLAMIENTO DE LAS ACTIVIDADES ELÉCTRICA, NEURONAL, METABÓLICA Y HEMODINÁMICA EN EL CEREBRO

Resumen

La actividad sináptica sincronizada de las neuronas en la corteza cerebral produce un flujo de corriente extracelular, el cual da lugar al potencial eléctrico registrado en el cuero cabelludo, conocido como Electroencefalograma (EEG). El EEG ha devenido en un instrumento imprescindible en la práctica clínica para el diagnóstico de diversas enfermedades como la epilepsia, debido a su excelente resolución temporal (~1 ms) y su bajo costo. Adicionalmente, mediante la solución del llamado problema inverso los generadores del EEG pueden ser localizados dentro del cerebro. Sin embargo, la resolución espacial del EEG es pobre comparada con la de las técnicas de neuroimágenes funcionales como el BOLD-fMRI. La señal dependiente del nivel de oxigenación en la sangre (BOLD) tiene su origen en la compleja relación entre la actividad neuronal, el flujo sanguíneo cerebral (FSC), el consumo de glucosa y el consumo de oxígeno. Los incrementos del FSC están relacionados espacialmente con el aumento de la actividad neuronal, y los cambios en las demandas de oxígeno también están correlacionados con los incrementos en la actividad neuronal, por lo cual el BOLD-fMRI proporciona una localización precisa de la actividad neuronal. Sin embargo, debido al origen vascular de esta señal la dinámica temporal de esta respuesta es lenta comparada con la actividad neuronal subyacente. Es decir, la técnica BOLD-fMRI posee una resolución espacial elevada (~2-5 mm), pero una temporal baja (~5-8 s).