Un nuevo programa de computadora que analiza las IRM cerebrales funcionales de niños con discapacidad auditiva puede predecir si desarrollarán habilidades lingüísticas efectivas dentro de los dos años posteriores a la cirugía de implante coclear, según un estudio publicado en la revista Cerebro y comportamiento.
En la edición en línea de la revista, el 12 de octubre, los investigadores del Centro Médico del Hospital de Niños de Cincinnati dicen que su programa de computadora determina cómo las regiones específicas del cerebro responden a las pruebas de estímulo auditivo que reciben los bebés y niños pequeños con discapacidad auditiva antes de la implantación quirúrgica.
Con investigación y desarrollo adicionales, los autores sugieren que su modelo de computadora podría convertirse en una herramienta práctica que permita a los médicos evaluar de manera más efectiva a los pacientes con pérdida auditiva neurosensorial antes de la cirugía. Esto podría reducir la cantidad de niños que se someten al procedimiento invasivo y costoso, solo para decepcionarse cuando los implantes no brindan los resultados esperados.
"Este estudio identifica dos características de nuestro análisis informático que son biomarcadores potenciales para predecir los resultados de los implantes cocleares", dice Long Jason Lu, PhD, investigador de la División de Informática Biomédica de Cincinnati Children's. "Hemos desarrollado uno delos primeros métodos exitosos para traducir datos de investigación de imágenes de resonancia magnética funcional fMRI de niños con discapacidad auditiva en algo con potencial para uso clínico práctico con pacientes individuales ".
Al analizar los resultados de las pruebas auditivas prequirúrgicas, los investigadores identificaron una actividad elevada en dos regiones del cerebro que predicen de manera efectiva qué niños se benefician más de los implantes, lo que los hace posibles biomarcadores. Uno está en las áreas de reconocimiento del habla y asociación del lenguajedel hemisferio izquierdo del cerebro, en la circunvolución temporal superior y media. El segundo está en las estructuras cerebelosas derechas del cerebro. Los autores dicen que el segundo hallazgo es sorprendente y puede proporcionar nuevas ideas sobre los circuitos neuronales que apoyan el lenguaje y el desarrollo auditivo en el cerebro.
El laboratorio de Lu se centra en el diseño de algoritmos informáticos que interpretan resonancias magnéticas estructurales y funcionales del cerebro humano. Su equipo utiliza esta información para identificar biomarcadores de imagen que pueden mejorar el diagnóstico y las opciones de tratamiento para niños con cerebro y trastornos neurológicos relacionados.
Junto con Scott Holland, PhD, científico del Consorcio de neuroimagen pediátrica de Cincinnati Children's y otros colaboradores de Cincinnati Children's y la Facultad de medicina de la Universidad de Cincinnati, los investigadores pudieron combinar biología humana y tecnología informática en su estudio actualLa mezcla produjo un modelo en el que las computadoras aprenden a extraer e interpretar datos de resonancias magnéticas funcionales preoperatorias que miden el flujo sanguíneo en los cerebros infantiles durante las pruebas auditivas.
Después de que se recopilan los datos de las IRM funcionales, el algoritmo informático utiliza un proceso llamado Bolsa de palabras para proyectar las IRM funcionales a los vectores, que posteriormente se utilizaron para predecir qué niños son buenos candidatos para los implantes cocleares.
El estudio incluyó a 44 bebés y niños pequeños entre las edades de 8 meses y 67 meses. Veintitrés de los niños tenían problemas de audición y se sometieron a exámenes auditivos y resonancias magnéticas funcionales antes de la cirugía de implante coclear. Veintiún niños tenían audición normal y participaronen el estudio como sujetos de control, sometidos a pruebas estandarizadas de audición, habla y cognición.
Dos años después de la cirugía de implante coclear, se midió el rendimiento del lenguaje para los receptores de implante coclear, que se usó como el estándar de referencia de oro para el análisis computacional.
Los autores informan que probaron dos tipos de estímulos auditivos durante las pruebas prequirúrgicas que están diseñadas para estimular el flujo sanguíneo y la actividad relacionada en diferentes áreas del cerebro. Los estímulos incluyeron lenguaje natural y tonos de ruido de banda estrecha. Después de analizarLos investigadores determinaron que los patrones de activación cerebral estimulados por el habla del lenguaje natural tienen una mayor capacidad predictiva.
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Materiales proporcionado por Centro médico del Hospital de Niños de Cincinnati . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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