News - Con el poder de la inteligencia artificial, un nuevo descubrimiento revela el reconfiguramiento cerebral tras un accidente cerebrovascular.

En una investigación innovadora destacada en The Lancet Digital Health, científicos del Instituto de Neuroimagen e Informática Mark y Mary Stevens de USC (Stevens INI) han descubierto un fenómeno en el que los cerebros afectados por un accidente cerebrovascular pueden reorganizarse, reflejando características estructuralmente juveniles en regiones no dañadas para adaptarse tras la lesión. Iniciada por el Grupo de Trabajo de Recuperación de Accidentes Cerebrovasculares de Enhancing NeuroImaging Genetics through Meta-Analysis (ENIGMA), el estudio internacional analizó escáneres cerebrales de más de 500 sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares de 34 instalaciones de investigación en ocho países diferentes. Al aprovechar modelos de aprendizaje profundo entrenados en una amplia variedad de escáneres de resonancia magnética, el equipo evaluó la 'edad cerebral' de varias regiones cerebrales después del accidente cerebrovascular para investigar el impacto estructural y los patrones de recuperación. El Dr. Hosung Kim, profesor asociado de neurología de investigación en la Escuela de Medicina Keck de USC, señaló: "La ocurrencia de accidentes cerebrovasculares más grandes tiende a envejecer el hemisferio afectado del cerebro, pero curiosamente, puede hacer que el lado opuesto parezca más joven. Esta observación sugiere una adaptación compensatoria del cerebro, rejuveneciendo redes viables para recuperar funcionalidades perdidas." Empleando una sofisticada red de convolución de gráficos de IA, el equipo evaluó médicamente 18 regiones cerebrales distintas a partir de datos de resonancia magnética para determinar la edad biológica. Las discrepancias entre estas predicciones y las edades reales, conocidas como diferencia de edad predicha cerebral (brain-PAD), sirven como indicadores de salud neural y patrones de recuperación. La combinación de estas métricas con puntajes de rendimiento motor reveló un hallazgo sorprendente: incluso a los seis meses posteriores a la rehabilitación, los sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares con desafíos de movimiento significativos mostraron una edad cerebral más joven de lo esperado en regiones opuestas a la lesión, particularmente dentro de la red frontoparietal, crucial para las operaciones motoras. "Nuestra investigación indica que las secuelas graves del accidente cerebrovascular pueden llevar a que las secciones sanas del cerebro, especialmente aquellas opuestas a la lesión, compensen los déficits de movimiento", explicó el Dr. Kim. "La red frontoparietal contralesional, un determinante en la planificación y coordinación motora, mostró características rejuvenecidas, indicando una contingencia neural en lugar de una recuperación funcional completa. Esta dimensión de neuroplasticidad había eludido a las tecnologías tradicionales de imagen hasta ahora." Esta investigación fundamental, realizada bajo ENIGMA, agrega datos neuronales a nivel mundial para enriquecer la comprensión de la dinámica cerebral en diversas enfermedades. La alineación de datos de resonancia magnética y métricas clínicas de diversas cohortes culminó en la composición de la mayor colección de neuroimágenes de accidentes cerebrovasculares del mundo. Arthur W. Toga, director de Stevens INI, enfatizó: "Agrupar datos de sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares de todo el mundo con IA nos permite detectar patrones intrincados de reorganización cerebral que los estudios más pequeños podrían pasar por alto. Estos diversos patrones de envejecimiento en cerebros crónicos post-accidente cerebrovascular podrían abrir el camino a estrategias de rehabilitación personalizadas." Se están planificando extensiones de este estudio a lo largo del tiempo, rastreando la evolución de la edad cerebral y la reorganización desde las etapas agudas a través de las cronologías de recuperación del accidente cerebrovascular. Los clínicos contemplan intervenciones específicas para cada paciente diseñadas en torno a las adaptaciones neuronales individuales, lo que potencialmente podría mejorar rápidamente las perspectivas de recuperación. El estudio titulado “Predicción mediante aprendizaje profundo de la edad cerebral regional basada en resonancia magnética revela neuroplasticidad contralesional asociada con discapacidad motora severa en el accidente cerebrovascular crónico: Un estudio mundial de ENIGMA,” fue financiado por la beca R01 NS115845 del NIH, involucrando socios internacionales de la Universidad de Columbia Británica, la Universidad de Monash, la Universidad de Emory y la Universidad de Oslo. Para más detalles sobre este estudio o progresos relacionados con la investigación de ENIGMA, visite https://enigma.ini.usc.edu.