Investigadores dirigidos por la Universidad de Carolina del Norte han utilizado gráficos de conectividad cerebral elaborados a partir de datos de resonancia magnética funcional como herramienta para el seguimiento del desarrollo cerebral en la primera infancia.
por Justin Jackson, Medical Xpress
Los gráficos mapearon la maduración de las redes cerebrales desde el nacimiento hasta los seis años e identificaron transiciones clave en la interacción entre las regiones cerebrales. Las desviaciones de estos patrones de desarrollo se asociaron significativamente con diferencias en la capacidad cognitiva temprana, que involucra las redes primarias, predeterminadas, de control y de atención.
La primera infancia marca un período crítico en el crecimiento cerebral, durante el cual las redes neuronales experimentan cambios rápidos y variables que moldean el desarrollo cognitivo . Si bien las tablas de crecimiento físico son herramientas consolidadas para monitorear parámetros como la altura y el peso, aún es difícil encontrar estándares comparables para evaluar el desarrollo de la función cerebral, con tiempos que varían entre niños.
Las curvas de crecimiento cerebral estructural han revelado correlaciones entre el desarrollo alterado y el riesgo neuropsiquiátrico. La resonancia magnética funcional en reposo se ha convertido en un método para registrar la actividad cerebral funcional sin requerir la ejecución de tareas, pero su uso para representar gráficamente el desarrollo funcional normativo no se ha aplicado sistemáticamente.
En el estudio, «Charting brain functional development from birth to 6 years of age», publicado en Nature Human Behaviour , los investigadores diseñaron un análisis de neuroimágenes multifase para discernir las diferencias funcionales entre los estados de sueño y vigilia, establecer gráficos de desarrollo funcional desde el nacimiento hasta la primera infancia y determinar las posibles asociaciones entre los gráficos de crecimiento cerebral y la cognición.
Un total de 501 participantes aportaron 1.091 exploraciones de resonancia magnética funcional en estado de reposo recopiladas en cinco cohortes de imágenes pediátricas.
Los investigadores desarrollaron tablas de crecimiento funcional armonizando las diferencias entre los estados de sueño y vigilia mediante regresión de red elástica, y minimizaron la variabilidad de las imágenes según el sitio con el método ComBat. Los datos de conectividad funcional se extrajeron mediante parcelación cerebral completa, y los resultados cognitivos se evaluaron mediante asociaciones con las puntuaciones de la Escala de Mullen de Aprendizaje Temprano.
Los patrones de conectividad funcional difirieron significativamente entre el sueño y la vigilia, observándose una mayor conectividad general durante la vigilia. Para explicar estas diferencias, los investigadores utilizaron modelos de aprendizaje automático para estimar cómo se manifestaría la conectividad cerebral durante el sueño, basándose en imágenes tomadas en vigilia. Este proceso les permitió combinar y comparar datos de imágenes de todas las edades.
Después de alinear los datos de los estados de imágenes de sueño y vigilia, los investigadores produjeron gráficos de crecimiento para ocho redes cerebrales canónicas que abarcan desde el nacimiento hasta los seis años.
La conectividad de la red visual alcanzó su punto máximo cerca de los cinco meses, disminuyó durante la especialización y se estabilizó a los 48 meses. La conectividad somatomotora disminuyó desde el nacimiento y se estabilizó a los 18 meses.
La fuerza de la red límbica alcanzó su punto máximo alrededor de los 10 meses antes de estabilizarse. La conectividad de la red predeterminada alcanzó su punto máximo cerca de los 16 meses y luego se estancó.
La conectividad de la atención ventral aumentó rápidamente hasta aproximadamente los 21 meses y se mantuvo estable posteriormente. La conectividad de la atención dorsal comenzó un ascenso gradual alrededor de los 18 meses.
La intensidad de la red de control aumentó de forma constante a lo largo de los seis años. La conectividad subcortical se mantuvo alta y estable durante todo el período.
Doce pares de redes funcionales también mostraron transiciones entre integración, competencia y disociación a lo largo del tiempo. Estos patrones revelaron cómo evolucionan las interacciones entre los sistemas cerebrales durante el desarrollo temprano.
Las desviaciones de las curvas de crecimiento normativo se asociaron significativamente con el rendimiento cognitivo. La conectividad funcional predijo puntuaciones en lenguaje expresivo y receptivo, motricidad fina y recepción visual, y las contribuciones más significativas a la predicción cognitiva provinieron de las redes primaria, de control, de atención y por defecto.
Los resultados sugieren que el seguimiento de las desviaciones de los patrones normativos de la función cerebral puede permitir la identificación temprana del desarrollo atípico, lo que facilita una intervención oportuna. Estudios futuros podrían beneficiarse de la adquisición de imágenes de alta calidad en estado de vigilia de bebés para validar y refinar aún más los gráficos.
Más información: Weiyan Yin et al., Cartografía del desarrollo funcional cerebral desde el nacimiento hasta los 6 años, Nature Human Behaviour (2025). DOI: 10.1038/s41562-025-02160-2
