Análisis espectral basado en RM de la girificación cerebral fetal en el desarrollo típico y en lisencefalia y polimicrogiria

Por qué importa la forma del cerebro de un bebé

La superficie arrugada del cerebro humano, con sus crestas y surcos, no es solo un patrón curioso: refleja cómo el cerebro crece y se organiza antes del nacimiento. Cuando este proceso de plegamiento falla, los niños pueden enfrentar graves problemas del desarrollo, incluida la epilepsia y dificultades motoras. Este estudio explora una manera nueva y más objetiva de medir cómo se pliega el cerebro fetal usando exploraciones rutinarias por RM, con el objetivo de detectar un desarrollo anómalo antes y con mayor fiabilidad que las evaluaciones visuales mayoritarias actuales.

Viendo crecer los pliegues cerebrales antes del nacimiento

Durante el embarazo, la superficie lisa del cerebro fetal se transforma gradualmente en un paisaje complejo de pliegues. Este proceso, llamado girificación, sigue un calendario bastante predecible: primero aparecen los pliegues grandes y después surgen los detalles más finos acercándose al nacimiento y en la vida temprana. Los clínicos actualmente juzgan si este proceso va según lo esperado mediante la inspección visual de imágenes de ecografía o RM. Sin embargo, esas valoraciones son subjetivas y pueden pasar por alto cambios sutiles o tempranos, especialmente en condiciones como la lisencefalia, donde el cerebro se ve inusualmente liso, y la polimicrogiria, donde la superficie presenta muchos pliegues pequeños e irregulares.

Convertir la forma del cerebro en una señal

Los investigadores desarrollaron un método que trata el contorno de cada hemisferio cerebral en imágenes de RM como si fuera una señal que puede descomponerse en diferentes “frecuencias” espaciales, algo parecido a descomponer un sonido en graves y agudos. Extrajeron el contorno externo del cerebro de cortes coronales estándar de RM, convirtieron estos contornos a un sistema de coordenadas circular y aplicaron una herramienta matemática llamada transformada de Fourier. Esto produjo un perfil espectral para cada feto, que resume cuánto de la forma del contorno se explica por curvas amplias y suaves (bajas frecuencias) frente a pliegues más finos e intrincados (altas frecuencias). A partir de esos perfiles calcularon cinco medidas generales, como la potencia total y la dispersión o asimetría del espectro, además de la intensidad de los primeros doce componentes de frecuencia.

Patrones típicos de plegamiento a lo largo del embarazo

El equipo analizó RM de 73 fetos con desarrollo típico entre las 25 y casi las 38 semanas de gestación. En estos fetos, la mayoría de las medidas espectrales aumentaron con la edad gestacional, lo que indica que la superficie cerebral se vuelve progresivamente más compleja. Los componentes de baja frecuencia aumentaron rápidamente entre aproximadamente las 24 y 32 semanas y luego se estabilizaron, coincidiendo con el momento de aparición de los pliegues grandes y tempranos. Los componentes de frecuencia media crecieron de forma más constante, mientras que las frecuencias más altas se dispararon más tarde en el embarazo, reflejando la aparición de pliegues más finos. Un componente de baja frecuencia temprano disminuyó en realidad con el tiempo, probablemente reflejando el paso de una forma simple y ovalada hacia un cerebro más hendado y lobulado conforme se profundizan cisuras clave como la de Silvio.

Detectar plegamiento anómalo en condiciones cerebrales raras

A continuación, los investigadores compararon estos patrones típicos con espectros de 10 fetos con lisencefalia y 14 con polimicrogiria. Para asegurarse de que las diferencias no se debieran simplemente a haberse escaneado en semanas gestacionales distintas, eliminaron matemáticamente el efecto de la edad gestacional antes de comparar los grupos. Ambos grupos con malformación mostraron una reducción de la potencia espectral total y una menor “entropía”, lo que significa que la energía del plegamiento estaba menos distribuida entre las frecuencias. Los cerebros lisencefálicos presentaron reducciones especialmente marcadas en muchas frecuencias, en particular en las asociadas a rasgos a gran escala como la cisura de Silvio, y mostraron un espectro desplazado hacia bajas frecuencias, coherente con una superficie más lisa y menos variada.

Perspectivas sorprendentes sobre cerebros con muchos pliegues pequeños

La polimicrogiria, en la que la superficie cerebral parece tener demasiados pliegues, podría intuiblemente sugerir un aumento de la potencia en altas frecuencias. En cambio, el análisis espectral reveló una potencia total más baja y contribuciones reducidas en varias frecuencias clave. Los autores sugieren que esto se debe a que los pliegues adicionales en la polimicrogiria suelen ser superficiales e irregulares. En su marco, los pliegues más profundos contribuyen con mayor intensidad al espectro, de modo que un cerebro con muchos pliegues pequeños y finos puede mostrar aun así una reducción neta de la potencia espectral. A pesar de la complejidad y variabilidad de la polimicrogiria, el método detectó consistentemente anomalías e incluso distinguió estos casos de la lisencefalia mediante diferencias en cómo se distribuía la potencia espectral.

Qué significa esto para futuros embarazos

Al convertir el contorno cerebral en un espectro de frecuencias, este trabajo ofrece una “huella” cuantitativa del plegamiento cerebral fetal que sigue la maduración normal y señala las desviaciones de la misma. El enfoque funciona con exploraciones por RM 2D estándar, evitando la necesidad de reconstrucciones 3D que consumen tiempo, y fue sensible tanto a cerebros globalmente lisos como a aquellos con muchos pliegues superficiales e irregulares. Para los padres y los clínicos, tales herramientas podrían en el futuro apoyar diagnósticos más tempranos y fiables de malformaciones corticales, orientando el asesoramiento, el seguimiento por imagen y la atención postnatal. Aunque hacen falta estudios prospectivos y de mayor tamaño, el análisis espectral muestra potencial como biomarcador robusto de cómo se desarrolla la arquitectura superficial del cerebro fetal —y de cuándo empieza a desviarse de lo esperado.

Cita: Yehuda, B., Gal, R., Wexler, Y. et al. MRI-based spectral analysis of fetal brain gyrification in typical development and in lissencephaly and polymicrogyria. Sci Rep 16, 10018 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38229-9

Palabras clave: desarrollo cerebral fetal, plegamiento cortical, RM fetal, lisencefalia, polimicrogiria