fNIRS para Trastornos de la Conciencia

La espectroscopia funcional del infrarrojo cercano (fNIRS) es un método de neuroimagen no invasivo que mide cambios en la hemoglobina oxigenada (HbO) y desoxigenada (HbR) en el tejido cortical. A través del acoplamiento neurovascular (NVC), la actividad neuronal en regiones cerebrales específicas se asocia con un aumento de la demanda metabólica y cambios localizados en el flujo sanguíneo cerebral, lo que resulta en cambios medibles en las concentraciones de HbO y HbR. Estos cambios constituyen la base de la señal dependiente del nivel de oxígeno en sangre (BOLD) que se mide en la resonancia magnética funcional (fMRI) y de las señales ópticas detectadas por fNIRS.

Evaluar el nivel de conciencia en pacientes con lesión cerebral grave sigue siendo un desafío clínico. Las evaluaciones estándar junto a la cama se basan principalmente en comportamientos observables como movimientos oculares, respuestas motoras o producción verbal. Cuando estos comportamientos están alterados por la lesión cerebral, el comportamiento observable puede no representar con precisión la cognición preservada. Los estudios de neuroimagen funcional han demostrado que algunos individuos diagnosticados con trastornos de la conciencia (DoC) pueden generar respuestas cerebrales durante tareas cognitivas incluso cuando no hay respuestas conductuales. Sin embargo, muchos métodos de neuroimagen, en particular la fMRI, son difíciles de implementar en pacientes críticamente enfermos porque requieren instalaciones especializadas y el transporte del paciente fuera de la unidad de cuidados intensivos. fNIRS proporciona un método portátil y junto a la cama para medir las respuestas hemodinámicas asociadas con la actividad neuronal, lo que lo hace potencialmente adecuado para su uso en la unidad de neurocuidados intensivos.

Este estudio es una investigación piloto observacional no terapéutica diseñada para evaluar las respuestas de la señal fNIRS y la viabilidad de implementar un paradigma cognitivo estructurado durante el monitoreo junto a la cama. El estudio se realiza en dos etapas.

En la primera etapa, el protocolo se implementa en participantes adultos sanos para caracterizar la magnitud y consistencia de las respuestas fNIRS durante una serie de paradigmas sensoriales y cognitivos. Estos datos establecen patrones de respuesta basales y ayudan a identificar condiciones de tarea que producen señales hemodinámicas confiables.

En la segunda etapa, el protocolo refinado se implementa en pacientes con DoC en la unidad de neurocuidados intensivos para evaluar la viabilidad y obtener observaciones preliminares de las respuestas hemodinámicas corticales en esta población.

Durante el monitoreo fNIRS, los participantes están expuestos a una serie de paradigmas diseñados para involucrar diferentes niveles de procesamiento sensorial y cognitivo. Estos incluyen estimulación somatosensorial, tareas de procesamiento auditivo, procesamiento semántico del lenguaje, imágenes de navegación espacial e imágenes motoras. Las tareas se presentan en un diseño de bloques con períodos alternos de tarea y descanso para permitir la detección de cambios hemodinámicos asociados con la activación neuronal.

El objetivo de este estudio piloto es determinar si el monitoreo fNIRS junto a la cama puede producir señales hemodinámicas confiables durante estos paradigmas y si el protocolo puede implementarse de manera factible en un entorno de UCI neurológica. Los hallazgos de este estudio proporcionarán datos preliminares para informar futuras investigaciones sobre métodos objetivos para evaluar la actividad cerebral en pacientes con DoC.