Científicos cartografían la sustancia blanca cerebral a lo largo de toda la esperanza de vida humana en 54.000 personas

Comprender cómo cambia la sustancia blanca cerebral a lo largo de la vida humana es fundamental para detectar signos tempranos de enfermedad neurológica y psiquiátrica; sin embargo, hasta ahora no existía ninguna referencia normativa a gran escala sobre la microestructura de la sustancia blanca. Este estudio aborda esa laguna con el modelo normativo más exhaustivo de microestructura cerebral hasta la fecha, reuniendo datos de MRI de difusión de 54.583 individuos procedentes de 19 cohortes internacionales que abarcan edades de 4 a 91 años.

El equipo aplicó regresión bayesiana jerárquica (HBR) —un método capaz de dar cabida a las diferencias en hardware de escáner, intensidad de campo, valores b y protocolos de adquisición entre sitios— para modelar la distribución estadística de cuatro métricas de DTI: anisotropía fraccional (FA), difusividad media (MD), difusividad radial (RD) y difusividad axial (AD). Se construyeron modelos para 21 regiones de sustancia blanca profunda más un compuesto global de sustancia blanca. Para cada región y métrica, el método generó curvas de centiles (percentiles 2, 10, 25, 75, 90 y 98) de forma separada para hombres y mujeres, lo que permite calcular puntuaciones de desviación a nivel individual.

De las curvas normativas emergieron hallazgos clave sobre las trayectorias. La FA global de la sustancia blanca sigue una curva en U invertida con un pico a los 29 años, lo que refleja la mielinización durante el desarrollo seguida de una degradación gradual. Las tres métricas de difusividad siguen curvas en U con mínimos que aparecen más tarde: RD a los 37 años, MD a los 43 y AD a los 53, lo que indica que distintos aspectos de la integridad microestructural maduran y declinan en escalas temporales diferenciadas. La variación regional también fue sustancial, con las fibras de asociación y los tractos de mielinización tardía mostrando un declive más temprano y pronunciado que las vías sensoriomotoras primarias.

Para validar la utilidad clínica, los modelos normativos se aplicaron para detectar desviaciones de la sustancia blanca en tres contextos patológicos. En la enfermedad de Alzheimer y el deterioro cognitivo leve, las alteraciones generalizadas de la sustancia blanca se concentraron en el genu del cuerpo calloso y las fibras de asociación, con los pacientes con Alzheimer mostrando mayores desviaciones que los de deterioro cognitivo leve. En el síndrome de deleción 22q11.2 —una condición neurogenética que confiere un alto riesgo de esquizofrenia— se detectaron alteraciones del desarrollo de la sustancia blanca específicas, particularmente en el fascículo longitudinal superior y el cíngulo. Estos mapas de desviación individualizados revelaron patrones invisibles para los análisis estándar de casos y controles a nivel de grupo.

El estudio también puso a prueba las hipótesis de retrogénesis «último en entrar, primero en salir» y «la ganancia predice la pérdida», examinando si los tractos de mielinización tardía degeneran antes durante el envejecimiento. Las trayectorias normativas ofrecieron apoyo parcial a ambas hipótesis, con las regiones de desarrollo tardío mostrando un declive más pronunciado relacionado con la edad. Los modelos normativos y las puntuaciones de centiles están disponibles públicamente, están diseñados para ampliarse a medida que surjan nuevos conjuntos de datos y son compatibles con el ecosistema PCNPortal, lo que los convierte en una herramienta práctica tanto clínica como de investigación.