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Análisis estadístico del metabolismo cerebral en sujetos con
adicción a partir de imagenología funcional PET/CT.
Nidiyare Hevia Montiel1, Alicia Vélez García2, Juan Ramón Jiménez Alaniz1, Feggy
Ostrosky Solís2, Verónica Medina Bañuelos1
1
Laboratorio de Investigación en Neuroimagenología, Departamento de Ingeniería Eléctrica
Universidad Autónoma Metropolitana – Iztapalapa
2
Laboratorio de Neuropsicología y Psicofisiología, Facultad de Psicología
Universidad Nacional Autónoma de México
[Este proyecto se realizó gracias al apoyo del Macroproyecto Desarrollo de Nuevos Modelos para la
Prevención y el Tratamiento de Conductas Adictivas, Laboratorio de Neuropsicología – Facultad
de Psicología - UNAM]
RESUMEN
El uso y abuso de sustancias nocivas como el alcohol y drogas puede inducir
alteraciones del funcionamiento cerebral como trastornos neurológicos y alteraciones
neuropsicológicas que pueden manifestarse como deterioro cognitivo. Las técnicas de
neuroimagen han aportado en los últimos años un progreso decisivo para las
neurociencias, contribuyendo a develar alteraciones cerebrales funcionales, ayudando
también a definir el transfondo neurobiológico de fenómenos característicos de
conductas adictivas. La neuroimagen funcional asociada a mediciones conductuales o
de activación ayudará a delimitar las disfunciones cognitivas, emocionales,
motivacionales, relacionadas con una mayor vulnerabilidad hacia el desarrollo de una
drogodependencia o hacia la recaída precoz de los pacientes en programas de
recuperación.
Mediante el uso de las técnicas de neuroimagen, como la tomografía por emisión
de positrones (PET), se han identificado alteraciones neuroquímicas, fisiológicas y
morfológicas en abusadores crónicos de sustancias nocivas como las mencionadas
anteriormente. Con esta técnica es posible cuantificar in vivo y con precisión flujo
sanguíneo, metabolismo de glucosa, afinidad de receptores y otros parámetros
fisiológicos.
La PET es una técnica de imagen médica funcional, ya que proporciona
información sobre el funcionamiento o metabolismo de diferentes sistemas biológicos,
siendo complementaria a las técnicas morfológicas. La evaluación del metabolismo de la
FDG (Flúor-Desoxiglucosa) en las imágenes PET se puede realizar mediante análisis
visual o bien mediante un análisis cuantitativo, donde la cuantificación precisa en el
estudio del metabolismo cerebral presenta una gran complejidad debida a la enorme
variabilidad presente en los estudios inter sujetos y, en estudios separados también intra
sujetos.
Las aplicaciones clínicas de la técnica PET/CT en el sistema nervioso central
son las mismas que para la PET convencional, con el valor agregado de la Tomografía
Computada (CT), sin embargo dada la flexibilidad del estudio nuevas aplicaciones están
siendo estudiadas. Ciertos estudios reportan que aunque exista el caso en que no se
encuentren alteraciones morfológicas, el uso de la PET/CT permite establecer con
precisión las estructuras involucradas en zonas de hipometabolismo.
En el ámbito de la investigación médica, el análisis de neuroimágenes
funcionales mediante técnicas de cuantificación estadística permite el estudio de
diversos procesos cerebrales, patológicos o cognitivos. Una herramienta de creciente
uso para este fin es el software SPM (Statistical Parametric Mapping) gracias a su
amplia disponibilidad y el gran abanico de estudios estadísticos que permite realizar. El
SPM es una herramienta informática cuya finalidad es el diseño y análisis de estudios
estadísticos para la determinación de efectos de interés presentes en imágenes
funcionales mediante un análisis voxel a voxel. El SPM tiene como finalidad la
realización de mapas estadísticos paramétricos para la búsqueda de efectos de interés
presentes en imágenes funcionales como la PET.
El presente estudio se centra en encontrar regiones cerebrales con una reducción
de metabolismo de glucosa en sujetos con algún tipo de adicción, como es el caso del
alcohol, la marihuana y la cocaína, a partir de imagenología funcional FDG - PET/CT.
Las secuencias de imágenes PET/CT fueron tomadas en la Unidad PET – Ciclotón de la
UNAM, para una base de datos de 35 sujetos jóvenes (en estado basal), divididos en 4
grupos: control (9 sujetos), alcohol (11 sujetos), marihuana (11 sujetos) y cocaína (4
sujetos), donde la edad promedio es de 23 años (rango [19 – 30]), el 34% de la
población son mujeres y 66% hombres.
Se llevó a cabo un proceso de normalización de las secuencias de imágenes de
cada paciente al espacio Talairach, así como una delimitación de la región cerebral para
la realización del análisis estadístico. Se realizó un análisis “two t-student” voxel a
voxel empleando el SPM para la obtención de mapas estadísticos. Se realizaron los
análisis estadísticos correspondientes entre cada una de las poblaciones de alcohol,
marihuana y cocaína con respecto al grupo de sujetos control para encontrar regiones
anatómicas con diferencias estadísticas significativas que nos muestren regiones con un
hipometabolismo. Para el análisis del SPM fue considerado significativo un valor
p<0.05, obteniéndose así resultados preliminares como los que se muestran en la Fig. 1.
Como se ha mencionado, para concluir podemos ver que el uso de SPM en este
análisis nos ha mostrado que se han encontrado regiones con diferencias significativas
relativas al metabolismo presente en los grupos de sujetos estudiados (alcohol,
marihuana y cocaína) respecto a la población de sujetos control, bien si sólo son
resultados preliminares cabe mencionar que actualmente estos resultados se encuentran
en etapa de validación para verificar su correspondencia con estudios neuropsicológicos
a los mismos pacientes, así como la relación existente con regiones o estructuras
cerebrales reportadas en la literatura en estudios de casos similares.
(a)
(b)
(c)
Fig. 1. Regiones con diferencias significativas de metabolismo entre sujetos control y
los grupos de sujetos con adicción: a) alcohol, b) marihuana y c) cocaína,
respectivamente, resultados preliminares.
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