Ecografías de alta resolución de 899 fetos le han permitido a un grupo internacional de investigadores mapear con precisión el desarrollo del cerebro y otras partes del encéfalo de bebés sanos dentro del útero materno. El resultado de este trabajo, recopilado en un atlas digital que se encuentra a disposición en internet, servirá como referencia de la evolución esperada y deseable del cerebro durante la gestación. También ayudará a que los médicos puedan identificar precozmente lesiones o problemas de maduración neurológica que podrían acarrear daños a futuro. Este estudio, publicado en octubre en la revista Nature, se llevó a cabo bajo la coordinación del obstetra José Villar y el especialista en reproducción humana Stephen Kennedy, ambos de la Universidad de Oxford, en el Reino Unido, con la participación de investigadores brasileños.
Para llegar a los parámetros de lo que aparenta ser el desarrollo óptimo del cerebro humano en el vientre materno, casi 200 investigadores siguieron los embarazos de 899 mujeres en 8 países de América ‒ entre ellos Brasil ‒, Europa, Asia y África, entre 2009 y 2016. Los expertos realizaron periódicamente ecografías tridimensionales del feto, desde la 14ª semana de embarazo hasta cerca del parto, utilizando siempre el mismo ecógrafo y conforme a los procedimientos estándar, lo que permitió reconstruir el desarrollo del cerebro semana a semana. Todas las madres gozaban de buena salud y tenían el nivel educativo más alto de sus comunidades. Ninguna fumaba ni tenía enfermedades que pudieran comprometer el desarrollo del bebé.
El motivo de la elección de este grupo radica en que las mujeres con más años de estudios suelen cuidar mejor su salud y corren menos riesgo de presentar problemas durante el embarazo. Y solo el seguimiento de los fetos gestados en las mejores condiciones permite conocer lo que sería la evolución supuestamente ideal de las estructuras cerebrales y de otras partes del encéfalo.
“Nuestro atlas viene a cubrir una laguna del conocimiento de seis semanas en la comprensión de cómo madura el cerebro al comienzo de la vida fetal”, dijo Ana Namburete, investigadora de la Universidad de Oxford y autora principal del estudio, en un comunicado a la prensa. “También ha revelado asimetrías significativas en la maduración del cerebro, como en la región asociada al desarrollo del lenguaje, que alcanzaron un pico entre la 20ª y la 26ª semanas de gestación y persistieron sin diferenciación de sexos”, comentó.
La medición de las estructuras encefálicas del feto no es algo trivial. Entre la 14ª y la 31ª semanas de embarazo, el período descrito en el atlas actual, el volumen total del cerebro aumenta 13 veces, pasando de 24 milímetros cúbicos (mm3) a 318 mm3. En esta etapa, tiene lugar una proliferación intensa de células y se establecen conexiones entre ellas, como así también una migración de grupos de células hacia regiones específicas, que conformarán los núcleos que controlarán las diferentes funciones. “En este período pueden producirse errores de proliferación neuronal que pueden llevar a consecuencias clínicas”, explica la neurocientífica Andrea Jackowski, de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp), quien estudia el desarrollo cerebral, pero no participó de este estudio. “Son momentos en los que el cerebro es más vulnerable a la influencia de factores ambientales y cualquier forma de agresión puede tener repercusiones posteriores para el niño. Pero esta etapa también puede funcionar como una ventana de oportunidades para intervenir y solucionar problemas”, dice.
Asimetrías
Otro factor que dificulta las mediciones es que durante este período los hemisferios derecho e izquierdo comienzan a volverse asimétricos, y algunas regiones ganan más volumen en uno que en el otro. Esto significa que es en el útero donde el cerebro adquiere la configuración que tendrá durante el resto de su vida, aunque no haya madurado completamente y sufra cambios más adelante. “Es una etapa fundamental del desarrollo, en la que, tras la formación inicial, tienen lugar los procesos de especialización y desarrollo regional de las estructuras cerebrales. Sienta las bases para que los bebés, al nacer, estén preparados para sus primeros actos de desarrollo cognitivo”, dice el psiquiatra Pedro Pan, también de la Unifesp, quien no colaboró con el trabajo publicado en la revista Nature.
A estas transformaciones se les suma el hecho de que el feto se mueve bastante en el útero, lo que complica la obtención de las imágenes, que en el estudio actual fueron mejoradas con la ayuda de inteligencia artificial. “Los autores tuvieron que recurrir a técnicas de aprendizaje automático y redes neuronales profundas, además de métodos complejos de procesamiento de imágenes, para poder confeccionar el atlas”, relata el estadístico y neurocientífico João Ricardo Sato, de la Universidad federal del ABC (UFABC), quien evaluó el estudio por pedido de Pesquisa FAPESP.
Varios grupos ya habían registrado el desarrollo cerebral en fetos humanos, pero lo habían hecho en una fase más tardía (a partir de la 19ª semana de gestación) y se hicieron con menor cantidad de participantes (entre 12 y 197), casi siempre en un único centro y no se efectuó un seguimiento posterior al nacimiento.
El trabajo publicado en Nature incluyó a embarazadas de distintas etnias y realizó un seguimiento de los bebés hasta el segundo año de vida. Forma parte del Consorcio Internacional sobre Desarrollo Fetal y Neonatal para el Siglo XXI (Intergrowth-21st), que efectuó un seguimiento de casi 20.500 niños desde el embarazo hasta los primeros años de vida y permitió confeccionar las curvas de crecimiento desde la vida intrauterina hasta los 2 años (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 225).
“Hasta donde sabemos, se trata del mayor estudio que describe el desarrollo normal inicial del cerebro humano”, escribieron los autores del artículo de Nature. “Nuestras reconstrucciones del cerebro fetal proveen la primera representación in vivo de todo el segundo trimestre [del embarazo]”, afirmaron.
“El material proporciona un estándar de normalidad del crecimiento cerebral del feto, importante para el diagnóstico de problemas neurológicos en esa etapa de la vida”, explica el pediatra y epidemiólogo Fernando Barros, de la Universidad Federal de Pelotas (UFPel), coautor del estudio en la revista Nature y coordinador de la participación brasileña en Intergrowth-21st, quien colaboró con el estudio aportando imágenes de 86 fetos. “El atlas puede convertirse en un instrumento valioso para los profesionales de la salud, ayudando en la toma de decisiones clínicas y en el seguimiento prenatal, además de una herramienta de ensenñanza”, sostiene.
“Las ecografías realizadas habitualmente permiten detectar problemas a partir de la 22ª semana de gestación. Con el patrón de desarrollo consignado en el atlas, tal vez sea posible detectar alteraciones antes que eso”, concluye la obstetra especializada en cirugía fetal Denise Lapa, del Hospital Israelita Albert Einstein de São Paulo.
Artículo científico
NAMBURETE, A. I. L. et al. Normative spatiotemporal fetal brain maturation with satisfactory development at 2 years. Nature. 25 oct. 2023.
