Neurofeedback
El neurofeedback, tanto para evaluación como para intervención, es una técnica avanzada de nueva creación procedente de la hemoencefalografía, el nir-HEG, desarrollado por Hershel Toomim (2000). El nir-HEG está formado por una sonda óptica que se dispersa por la luz de la piel y el cráneo para conocer el color de tejido cerebral (Rodríguez-Pérez, 2011). La sangre oxigenada arterial es roja, mientras que la sangre desoxigenada venosa es azul. Un aumento de la demanda en la nutrición de determinadas áreas, provoca un flujo de sangre más rápido y denso, y por tanto mayor cantidad de sangre roja (oxigenada) en los tejidos. Teniendo en cuenta esta relación, se puede conocer la activación cerebral de una parte del cerebro.
El nir-HEG (hemoencefalografía), por tanto, puede definirse como el estudio del flujo sanguíneo en el cerebro. Más concretamente, sería el estudio de flujo de sangre voluntariamente controlado u oxigenación sanguínea en partes cerebrales expresamente seleccionadas.
Esta técnica fue validada en un estudio instruccional sobre el control voluntario del flujo sanguíneo cerebral realizado por Yoo y Jolez (2002). Para ello, usaron estudiantes universitarios voluntarios como participantes, mostrando la mejora del flujo sanguíneo y la funcionalidad de determinadas áreas del cerebro con la ayuda del biofeedback fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging).
El origen de este instrumento se debe al americano Hershel Toomim, quien se interesó en esta tecnología mientras investigaba los efectos fisiológicos del neurofeedback EEG. En 1994, mientras estudiaba el desarrollo de un dispositivo para registrar los cambios en el flujo de sangre, Toomim descubrió que además de esa evaluación, podía cambiar su propio nivel de hemoglobina oxigenada en la región prefrontal elegida y además, hacerlo en unos pocos minutos. Así, nace el dispositivo que se ha denominado "nir-HEG", que al igual que otras tecnologías como las descritas (NIRS, REG, etc.) utiliza determinadas propiedades de la luz para medir la oxigenación sanguínea en áreas corticales.
De este modo, el nir-HEG utiliza la propiedad translucida del tejido biológico, las luces de color rojo de baja frecuencia y de infrarrojos a través de diodos emisores de luz (optodes LED). Está formado por una sonda óptica cerca del nir-HEG infrarrojo (nir-HEG) que se dispersa por la luz de la piel y el cráneo para registrar el color del tejido cerebral. La intensidad de penetración efectiva en el tejido cortical está aproximadamente a 1,5 cm debajo del punto medio entre la optodes. Las zonas de entrada y salida de luz están a 0,052 cm2 de la superficie de la piel. Los puntos de entrada y salida de luz y el de refracción y dispersión (en función de las cualidades del tejido) tienen forma de plátano (Figura 1), mientras que la forma de la trayectoria óptica se discute en trabajos como el de Chance (1992) y Benaron et al. (1995).
La ratio nir-HEG se calcula comparando la luz roja (660 nm de longitud de onda) que es menos absorbida por la hemoglobina oxigenada, con la luz infrarroja (850nm de longitud de onda), poco afectada por la oxigenación. Para ello, la luz es emitida alternativamente en la superficie de la piel, penetra en los tejidos y se dispersa, refractada y reflejada. Una cantidad de luz modificada por la absorción de la longitud de onda del tejido sensible, se devuelve a la superficie y se mide (Toomim, Mize, Yeekwong, Toomim, Marsh, y Kozlowski, 2004).
Por lo tanto, matemáticamente la fórmula de la ratio nir-HEG, sería la siguiente:
La ratio o proporción nir-HEG de las ondas recibidas en rojo con la luz infrarroja tiene una propiedad útil, es decir, el numerador y denominador de la relación están influenciados de la misma manera por la atenuación de la piel, el cráneo y la longitud del camino. En esta relación, por lo tanto, estas variables se desestiman. Una base normalizada para la ratio nir-HEG se estableció mediante mediciones en FP1 en adultos, estableciéndose como valor de referencia normalizado 100 (SD = 20) (Toomin, 2000).
Además de la medida de la ratio nir-HEG, esta técnica, nos ofrece otras medidas interesantes, significativas y de manera inmediata. Una de estas medidas, importante en cuanto a intervención pero también en cuanto a evaluación y, destacable por lo novedoso, es el Índice de Atención (IA). Este índice indica que la intención de aumentar la ratio nir-HEG presenta fallos, es decir que el sujeto es incapaz de aumentar la ratio y con ello su activación cerebral. Por lo tanto, este índice se puede interpretar como un lapsus en el proceso atencional (Toomim, 2002), resultando así una medida de atención sostenida o concentración. En sus estudios, resultados por encima de 87% son comunes después de varias sesiones de entrenamiento. Sin embargo, no existen resultados publicados al respecto de este índice, aunque la práctica parece atribuirle grandes propiedades. Es este otro aspecto a desarrollar, una base sobre la que trabajar para conseguir una validación del índice, unos baremos normativos y conocer si correlaciona con otras medidas de atención sostenida como por ejemplo las aportadas por el TOVA (Greenberg, 1996).
Gran parte de los estudios realizados con el instrumento, se llevan a cabo con objeto de comprobar su eficacia en el tratamiento del TDAH. Uno de estos estudios es el realizado por Toomin et al. (2000) con un grupo de 26 niños y adultos con diversos diagnósticos neurológicos. La mayoría (14) habían sido diagnosticados con TDAH. Cada participante fue sometido a una evaluación de 10 sesiones, con tres periodos de 10 minutos en cada una de ellas. En cada período, el sujeto recibía entrenamiento nir-HEG con biofeedback, en tres zonas del cortex prefrontal: sobre el ojo izquierdo (Fp1), en la mitad de la frente (Fpz), y sobre el ojo derecho (Fp2), en ese orden. Los participantes en el grupo experimental, mostraron una ganancia de casi una desviación típica en una prueba de atención visual sostenida, el TOVA (Test de Variables de Atención) en este caso.
Posteriormente, tres de los participantes de este estudio fueron evaluados mediante Tomografía Computerizada por Emisión de Positrones (SPECT), antes y después de su tratamiento con nir-HEG. Los tres mostraron claramente un aumento en el flujo sanguíneo cerebral después de 10 sesiones, tanto en los módulos estudiados (FP1, FpZ y Fp2), como también en zonas cerebrales anatómicamente distantes (Toomim et al., 2000).
Dos años más tarde, el autor realiza una segunda investigación con el instrumento (Toomim et al., 2004), observando nuevamente que la técnica aporta grandes beneficios, reflejados en este caso en un mejor rendimiento en las variables registradas por el TOVA (inatención, impulsividad, hiperactividad y tiempo de respuesta) después de 10 sesiones de intervención con el nir-HEG. Estos resultados fueron contrastados en el estudio realizado por Mize (2004), obteniendo beneficios similares tras el entrenamiento en nir-HEG.
Mize (2004) realizó un estudio de caso con un sujeto de 12 años diagnosticado con TDAH, que recibía apoyo farmacológico. El autor utiliza la técnica nir-HEG con el objetivo de mejorar la circulación cortical directamente (en contraste con la técnica de biofeedback EEG, que modula los patrones de onda y, por tanto, es una medida indirecta de la circulación sanguínea). Una vez observados los resultados, el autor sugiere que la técnica nir-HEG, en comparación con otras como el EEG, puede ser la primera alternativa realista y pragmática al tratamiento únicamente farmacológico y un complemento excepcional del mismo, siendo la combinación de ambas modalidades mucho más potente.
Otro de los estudios de intervención más conocidos, también basándose en el método de caso, fue el realizado por Robert Sherrill (2004). Sherril estudia el caso de un sujeto de quince años de edad, quien presentaba un historial de problemas leves de articulación del habla, problemas de escritura y de ortografía. Se le administraron veinte sesiones en las que se combinaba la técnica nir-HEG y el neurofeedback. Cada sesión tenía una duración de 3 ensayos de 10 minutos cada uno, colocando la medición nir-HEG sobre el ojo izquierdo, en la línea media, y sobre el ojo derecho (zonas Fp1, Fpz y Fp2 respectivamente). Los cambios en los niveles de ratio nir-HEG fueron calculados para cada ensayo, así como la ratio betha/theta del EEG. Los resultados indicaron que el sujeto claramente había mejorado el control voluntario sobre el flujo sanguíneo cerebral, y lo que es aún más relevante, el hecho de que la pendiente de la mejora en cada ensayo en la ratio nir-HEG aumentaba a medida que transcurrían las sesiones, y que esta mejora se reflejaba en los tres puntos del cortex prefrontral. Por lo tanto, Sherrill concluye que el nir-HEG biofeedback es una prometedora modalidad de tratamiento, especialmente útil para mejorar el funcionamiento del control ejecutivo y los sistemas de mediación de las regiones prefrontales de la corteza cerebral.