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¿Cómo puede la luz infrarroja cercana leer el cerebro? La aplicación mágica de la tecnología fNIRS
La espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (fNIRS) es una innovadora tecnología de monitorización cerebral que utiliza espectroscopia de infrarrojo cercano para obtener imágenes neurológicas funcionales. El principio básico de esta tecnología es obtener información sobre la actividad neuronal emitiendo luz infrarroja cercana para medir cambios dinámicos en el flujo sanguíneo en el cerebro. Con el desarrollo de diversas técnicas de imágenes no invasivas, fNIRS, junto con la electroencefalografía (EEG), se ha convertido en una de las principales herramientas para la investigación cerebral portátil.
fNIRS se centra en las propiedades de absorción del hemo y puede medir con precisión los cambios en la oxihemoglobina y la desoxihemoglobina asociados con la actividad neuronal.
Durante los experimentos fNIRS, la luz del infrarrojo cercano penetrará en el cuero cabelludo, se dispersará y absorberá. Debido a las fuertes características de absorción de la hemoglobina para la luz del infrarrojo cercano, los científicos pueden inferir los cambios en la concentración de hemoglobina en la sangre. Esta tecnología no sólo es segura y no invasiva, sino que también puede utilizarse junto con otros métodos de imágenes, proporcionando a los investigadores nuevas herramientas para explorar el funcionamiento del cerebro. Además, fNIRS también se denomina topografía óptica (OT). A medida que la tecnología madura, se han formado múltiples uygulamaları.
Antecedentes históricos del fNIRSLa historia de fNIRS se remonta a 1977, cuando Jöbsis descubrió por primera vez que el cerebro es transparente a la luz cercana al infrarrojo, lo que abrió la investigación a mediciones no invasivas de los niveles de oxigenación cerebral. Posteriormente, la aplicación de NIRS se ha ampliado gradualmente, especialmente a principios de la década de 1990, con la publicación de varios estudios sobre la aplicación de fNIRS en humanos adultos, su potencial ha sido gradualmente reconocido.
Los equipos de investigación japoneses comenzaron a explorar sistemas de monitoreo cerebral basados en infrarrojos a mediados de la década de 1980 y propusieron por primera vez el concepto de "topografía óptica" en 1995.
Con el mayor desarrollo de la tecnología, gradualmente se están volviendo disponibles muchos nuevos dispositivos fNIRS portátiles que pueden facilitar el monitoreo de la actividad cerebral en la vida clínica o diaria.
Cómo funciona el fNIRS
fNIRS funciona basándose en la absorción y dispersión de la luz. Una vez que la fuente de luz emite luz infrarroja cercana, penetra en el tejido superficial del cerebro. Según las características de los diferentes tejidos y de la hemoglobina, parte de la luz será absorbida o dispersada. Los investigadores midieron estos cambios de luz para estimar la cantidad de hemoglobina oxigenada y desoxigenada en la sangre.
La tecnología fNIRS es especialmente adecuada para estudiar el flujo sanguíneo y el estado de oxigenación en áreas locales del cerebro, proporcionando información importante sobre la actividad neuronal.
Ámbito de aplicación
Las aplicaciones de fNIRS cubren muchos campos, incluida la interfaz cerebro-computadora (BCI), la investigación de la hipoxia en entornos de gran altitud y el análisis de la conectividad funcional del cerebro. Especialmente en entornos de gran altitud, fNIRS puede ayudar a estudiar cómo afrontar la falta de oxígeno.
Potencial futuroCon el continuo avance de la tecnología, el potencial de aplicación de fNIRS en los campos de la medicina y la psicología es cada vez mayor. No sólo proporcionará datos valiosos para el estudio de las enfermedades cerebrales, sino que también mejorará nuestra comprensión de las funciones cerebrales y sus interconexiones.
¿Podría el desarrollo de esta tecnología revolucionar la forma en que entendemos el cerebro?
En el futuro, el mayor desafío que afrontarán los científicos será cómo promover y mejorar aún más las tecnologías y los estándares necesarios. Al mismo tiempo, la investigación continua sobre fNIRS no solo nos ayudará a comprender las respuestas neuronales comunes al estrés, sino que también puede revelar relaciones más intrínsecas entre la actividad cerebral y el comportamiento. ¿Hay secretos más profundos ocultos en esto?
