La IA podría predecir las secuelas de la cirugía de tumores cerebrales
La inteligencia artificial desarrollada por Lars Smolders predice problemas cognitivos tras la cirugía de gliomas, mejorando decisiones quirúrgicas futuras
Crédito: New Africa | Shutterstock
En el intrincado universo de la neurocirugía, un avance científico promete mejorar significativamente la calidad de vida de los pacientes que enfrentan los devastadores efectos de los gliomas, un tipo de tumor cerebral maligno.
Lars Smolders, investigador del Departamento de Matemáticas y Ciencias de la Computación, ha diseñado un modelo de inteligencia artificial que predice, con precisión razonable, las dificultades cognitivas que podrían surgir tras una cirugía para extirpar estos tumores.
Su enfoque, fundamentado en datos obtenidos de imágenes de resonancia magnética, podría transformar la forma en que se planifican y ejecutan los tratamientos neurológicos.
Aunque la extirpación de un glioma puede prolongar la vida de los pacientes durante años, también puede ocasionar problemas neurológicos y cognitivos. Estos incluyen desde parálisis parcial y pérdida de visión hasta dificultades en tareas complejas como la concentración. Según Smolders, estos efectos secundarios disminuyen drásticamente la calidad de vida de quienes se someten a la cirugía. A pesar de los avances médicos, predecir con exactitud cómo impactará el procedimiento quirúrgico en cada paciente había sido hasta ahora una tarea inalcanzable.
El modelo desarrollado por Smolders utiliza como base las conexiones de la materia blanca cerebral, visibles en resonancias magnéticas tomadas antes de la operación. Estas fibras, esenciales para la comunicación neuronal, actúan como “carreteras” que interconectan las regiones del cerebro. Al analizar su estructura, el modelo evalúa la vulnerabilidad del cerebro al daño provocado por la cirugía. Este enfoque, según el investigador, es único, pues desvía la atención de la ubicación del tumor, tradicionalmente utilizada para predecir problemas neurológicos, hacia la integridad de estas conexiones fundamentales.
Durante el desarrollo de esta tecnología, Smolders y su equipo enfrentaron desafíos significativos. Los algoritmos convencionales, diseñados para analizar cerebros sanos, resultaron ineficaces al estudiar aquellos deformados por la presencia de tumores. Esto llevó al equipo a cuestionar y desacreditar algunas teorías previas en neurociencia de redes. Además, debieron crear nuevas herramientas matemáticas para abordar la complejidad de los casos estudiados. Esta combinación de innovación técnica y enfoque crítico ha sido clave en el éxito del proyecto.
El modelo predictivo no solo ofrece una visión más precisa del impacto quirúrgico, sino que también podría ser una herramienta crucial para tomar decisiones informadas en el quirófano. En el futuro, los cirujanos podrán evaluar si un paciente es adecuado para una intervención quirúrgica, evitando posibles discapacidades neurológicas irreversibles. Sin embargo, antes de ser adoptado ampliamente, el modelo necesita validarse clínicamente en un grupo grande de pacientes, un paso que Smolders espera abordar en su trabajo postdoctoral.
La experiencia de trabajar en este proyecto no solo cambió la trayectoria profesional de Smolders, sino también su perspectiva sobre la ciencia. Colaborar con neuropsicólogos y neurocirujanos durante su doctorado le permitió combinar su formación técnica con una nueva apreciación por la investigación científica fundamental. Su visión del cerebro como un sistema complejo capaz de comportamientos sofisticados ha evolucionado. “Queda mucho por aprender sobre la estructura y el funcionamiento cerebral”, reflexiona, destacando el valioso conocimiento que los pacientes con tumores aportan al campo.
Smolders tiene grandes aspiraciones para su modelo. Entre sus planes está integrar la actividad cerebral individual de cada paciente en el sistema predictivo, con la esperanza de mejorar su precisión y utilidad clínica. Además, planea mantener la colaboración entre la TU/e y el hospital Elisabeth-Tweesteden, una relación que ya ha dado frutos significativos y que podría transformar aún más el tratamiento de los gliomas. A medida que busca financiación para continuar su investigación como postdoctorado, Smolders se muestra optimista sobre el futuro de su trabajo. Confía en que sus hallazgos no solo mejorarán la vida de los pacientes, sino que también impulsarán nuevos avances en la asistencia sanitaria. En un campo tan complejo y crítico como la neurocirugía, cada pequeño paso hacia adelante puede marcar la diferencia entre una recuperación plena y una vida con limitaciones severas.
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