Fiabilidad entre fabricantes de la conectividad funcional y estructural del cerebro en una cohorte viajera

Por qué importa que las exploraciones cerebrales coincidan

La investigación cerebral moderna a menudo depende de combinar datos procedentes de muchos hospitales y centros de investigación. Pero ¿qué ocurre si dos máquinas de resonancia magnética, aunque se usen en la misma persona, ofrecen imágenes ligeramente distintas sobre cómo está conectada y funciona su mente? Este estudio examina en qué medida la elección del escáner —concretamente dos sistemas de alta intensidad populares de distintos fabricantes— cambia lo que observamos acerca de las redes de comunicación del cerebro y si herramientas estadísticas inteligentes pueden corregir esas diferencias.

Dos máquinas, un mismo grupo de viajeros

Los investigadores reclutaron a diez adultos jóvenes sanos y, literalmente, los enviaron a viajar entre dos escáneres de RM en el mismo entorno universitario: un Siemens Prisma 3T y un Philips Achieva 3.0T. Cada participante fue escaneado en ambas máquinas en el transcurso de una semana. A partir de cada exploración, el equipo construyó dos tipos de “mapas” del cerebro. Un mapa capturó la conectividad funcional —qué tan fuertemente la actividad en distintas regiones aumenta y disminuye al unísono mientras la persona descansa en el escáner—. El otro mapa reflejó la conectividad estructural —los haces físicos de fibras nerviosas que enlazan las regiones, trazados mediante imágenes de difusión que siguen el movimiento del agua a lo largo de las vías nerviosas—.

Construyendo los diagramas del cableado cerebral

Para transformar las imágenes crudas en redes, el cerebro se dividió en 246 regiones. El equipo preguntó entonces, para cada par posible de regiones, qué tan sincronizada era su actividad (conectividad funcional) y cuántas fibras nerviosas parecían conectarlas (conectividad estructural). Cada enlace región‑a‑región se denomina una “arista” y, tomadas en conjunto, todas las aristas forman un conectoma —un diagrama completo del cableado cerebral. Los científicos calcularon entonces medidas estadísticas de fiabilidad para ver cuánto se parecía la medición de cada arista entre los dos escáneres, tanto a nivel de individuos como de promedios de grupo.

¿Qué estabilidad tienen estas redes cerebrales?

A nivel de participantes individuales, las respuestas fueron sobrias. La conectividad funcional, que refleja la dinámica cerebral momento a momento, mostró una consistencia pobre entre escáneres: la fuerza de las aristas de una misma persona a menudo variaba de forma sustancial según la máquina utilizada. La conectividad estructural, que se apoya en la anatomía más estable de los tractos de materia blanca, se comportó mejor pero aun así alcanzó solo una fiabilidad moderada entre un escáner y otro. En ambos casos, algunas regiones cerebrales —particularmente áreas profundas y relacionadas con las emociones— resultaron especialmente poco fiables, probablemente porque son más difíciles de registrar con claridad y más sensibles a particularidades técnicas de cada escáner.

Corrigiendo las diferencias entre escáneres

Dado que estandarizar por completo el hardware y el software entre centros rara vez es posible, el equipo también probó un método estadístico de “armonización” llamado neuroComBat. En lugar de editar las imágenes en sí, neuroComBat ajusta los valores derivados, con el objetivo de eliminar sesgos específicos del escáner preservando las diferencias biológicas reales entre personas. Tras aplicar este método, la proporción de varianza en la conectividad atribuible al escáner se redujo dramáticamente a nivel de grupo. Cuando los investigadores compararon los patrones generales de conectividad en todas las aristas, los dos escáneres produjeron ahora conectomas de media de grupo sorprendentemente similares, sobre todo en la conectividad estructural.

Qué significa esto para los grandes estudios cerebrales

La historia fue diferente para los individuos. Incluso después de la armonización, la fiabilidad de las mediciones de una sola persona permaneció en gran medida sin cambios, especialmente para la conectividad funcional, donde gran parte de la variación parece deberse a estados cerebrales fluctuantes y ruido aleatorio más que al escáner en sí. El estudio concluye que los diagramas del cableado físico del cerebro son, por naturaleza, más estables entre máquinas que los mapas funcionales de la actividad momentánea. Para los grandes estudios que se centran en diferencias de grupo, combinar datos de distintos escáneres es factible, especialmente cuando se emplean métodos de armonización como neuroComBat y se trata el tipo de escáner con cautela en los análisis. Pero para aplicaciones que dependen de medidas personales precisas —como seguir la progresión sutil de una enfermedad o construir “huellas digitales” cerebrales individuales— los investigadores deben ser cautelosos: un cambio de escáner puede alterar significativamente la imagen, y las correcciones post hoc actuales no son todavía una panacea.

Cita: Butry, L., Thomä, J., Forsting, J. et al. Cross-vendor reliability of functional and structural brain connectivity in a travelling cohort. Sci Rep 16, 12071 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-47705-1

Palabras clave: conectividad cerebral, armonización de RM, imagen multicéntrica, conectividad funcional, conectoma estructural