Del EEG a la neuroimagen: historia de la investigación cerebral en psiquiatría

Antes de ver el cerebro vivo

Durante el siglo XIX y comienzos del XX, la investigación cerebral en psiquiatría dependía de la anatomía, la histología, las lesiones neurológicas y las autopsias. La parálisis general progresiva ofrecía una demostración poderosa de que un síndrome psiquiátrico podía tener una causa cerebral identificable, y muchas de las principales psicosis carecían de una lesión macroscópica reproducible.

La ausencia de hallazgos concluyentes alimentó la distinción entre trastornos orgánicos y funcionales, contraste que era práctico más que metafísico: funcional no significaba que el cerebro fuera irrelevante, sino que las herramientas disponibles no mostraban una lesión estructural suficiente para explicar el cuadro. La revolución tecnológica del siglo XX consistió en transformar esa limitación, de modo que el cerebro dejó de ser un órgano que la psiquiatría podía estudiar en detalle sobre todo después de la muerte.

Berger y la escritura eléctrica del cerebro

En 1924, el psiquiatra alemán Hans Berger obtuvo las primeras grabaciones convincentes de actividad eléctrica cerebral humana y publicó sus resultados en 1929, identificando los ritmos que llamó alfa y beta. Sus hallazgos fueron recibidos con escepticismo y quedaron confirmados durante los años treinta por otros laboratorios.

El EEG se convirtió en herramienta clínica fundamental para la epilepsia, los estados de conciencia y otras enfermedades neurológicas, y para la psiquiatría tuvo un efecto conceptual importante, porque demostraba que unos procesos cerebrales dinámicos podían medirse de manera no invasiva en una persona viva. No produjo, en cambio, ningún electroencefalograma específico de la esquizofrenia, la depresión o la neurosis. Desde el comienzo apareció así una diferencia que acompañaría a casi todas las tecnologías posteriores: gran valor para la investigación y el diagnóstico diferencial, utilidad mucho menor como marcador de los principales diagnósticos psiquiátricos.

Del aire en los ventrículos a la tomografía

Antes de la tomografía computarizada, la ventriculografía y la pneumoencefalografía permitían delinear los espacios intracraneanos introduciendo aire, a costa de procedimientos invasivos y penosos. Su uso se justificaba sobre todo ante la sospecha de una lesión neurológica, y no como herramienta de investigación masiva en psiquiatría.

La tomografía computarizada cambió la escala durante los años setenta. En 1976, Eve Johnstone, Timothy Crow y colaboradores publicaron un estudio que mostró mayor tamaño ventricular medio en un grupo de pacientes con esquizofrenia crónica, hallazgo de enorme valor simbólico porque ofrecía una diferencia anatómica detectable en una enfermedad considerada funcional durante décadas.

La interpretación exigía cautela, porque la superposición entre pacientes y controles era amplia y una diferencia promedio no permitía diagnosticar esquizofrenia en una imagen individual. La tomografía reabrió, aun así, la pregunta experimental por la anatomía de los trastornos psiquiátricos.

PET, metabolismo y receptores

Durante los años setenta y ochenta, las técnicas de flujo sanguíneo cerebral y después la tomografía por emisión de positrones permitieron estudiar metabolismo, perfusión y unión de radioligandos. La imagen dejaba de mostrar solo estructura y podía observar aspectos de función y de neuroquímica.

El PET y el SPECT se emplearon en psiquiatría para investigar esquizofrenia, trastornos afectivos, demencias y efectos farmacológicos, y los estudios de ocupación de receptores tuvieron una consecuencia especialmente práctica para la psicofarmacología, al permitir relacionar la dosis de un medicamento con su unión a blancos cerebrales en humanos. Esa capacidad fortaleció una psiquiatría experimental orientada a mecanismos, aunque los mapas funcionales podían variar según la tarea, la medicación, la edad, la duración de la enfermedad y los métodos de análisis.

MRI y fMRI

La resonancia magnética estructural ofreció durante los años ochenta imágenes con mejor contraste de tejidos y sin radiación ionizante. En 1990, Seiji Ogawa y colaboradores demostraron en modelos animales el contraste dependiente del nivel de oxigenación sanguínea, basado en los efectos magnéticos de la desoxihemoglobina, y entre 1991 y 1992 varios grupos trasladaron esos principios al mapeo funcional del cerebro humano. La fMRI moderna no tuvo, por tanto, un instante fundador: resultó de la convergencia entre el hallazgo físico del contraste, las mejoras de hardware y de secuencias de imagen y unas demostraciones casi simultáneas de activación cerebral en humanos.

Su aparición coincidió con la expansión de la neurociencia cognitiva. En lugar de preguntar únicamente dónde estaba una lesión, los investigadores podían estudiar memoria de trabajo, procesamiento emocional, recompensa, lenguaje, control cognitivo y respuesta a estímulos en personas con y sin trastornos psiquiátricos. La unidad de análisis dejó de ser solo el diagnóstico: los síntomas y los procesos psicológicos podían relacionarse con patrones de actividad distribuidos, lo que favoreció enfoques dimensionales que después influirían en programas como RDoC.

De regiones aisladas a redes

La investigación del siglo XXI desplazó parte del énfasis desde las áreas cerebrales aisladas hacia los circuitos y las redes. La conectividad funcional, la imagen de difusión, la morfometría automatizada y las grandes bases multicéntricas permitieron estudiar patrones de organización a una escala imposible para los primeros laboratorios.

Esa expansión mostró también cuánto dependían los resultados del tamaño muestral, del preprocesamiento y de las decisiones analíticas. Buena parte de la neuroimagen psiquiátrica temprana trabajó con decenas de participantes, y para las asociaciones entre diferencias individuales del cerebro y fenómenos conductuales complejos, los análisis posteriores mostraron que esos tamaños podían inflar efectos y producir fallas de replicación. En 2022, un análisis de grandes conjuntos de datos concluyó que muchos estudios de asociación a escala cerebral requieren muestras de miles de personas para estabilizar efectos pequeños. La afirmación no implica que toda fMRI necesite miles de participantes, porque los experimentos intraindividuales, las lesiones o las tareas con efectos mayores plantean otros problemas: significa que la escala necesaria depende de la pregunta.

La neuroimagen y la genómica empezaron además a combinarse, junto con la electrofisiología, la cognición y los datos clínicos, desplazando la idea de un biomarcador único hacia modelos multivariados.

Una revolución científica con traducción clínica limitada

La neuroimagen transformó la investigación psiquiátrica y forma parte del diagnóstico diferencial cuando la historia o el examen hacen sospechar tumor, enfermedad vascular, epilepsia, neurodegeneración u otras causas neurológicas de síntomas mentales. La indicación concreta depende del cuadro y de la modalidad, y no toda presentación psiquiátrica requiere tomografía o resonancia. Esa utilidad debe distinguirse de una prueba rutinaria capaz de confirmar depresión, bipolaridad o esquizofrenia, que no existe en la práctica ordinaria.

En los principales trastornos psiquiátricos, las diferencias cerebrales robustas se observan sobre todo en el plano de los grupos y se solapan ampliamente con la variación de personas sanas y de otros diagnósticos. La promesa de biomarcadores individuales sigue siendo un programa de investigación y no una descripción de la clínica.

La historia de las neurociencias psiquiátricas enseña por eso dos cosas a la vez: los trastornos mentales pueden investigarse científicamente como fenómenos cerebrales, y disponer de una imagen del cerebro no elimina los problemas de clasificación, de causalidad ni de significado clínico.