Así se inventó y así funciona la resonancia magnética

Con la entrada del siglo XX comenzaron toda una serie de investigaciones que buscaban avanzar en el estudio de la estructura y propiedades del átomo y las partículas atómicas para desvelar la naturaleza de la materia. Científicos como Thomson, Max Planck, Rutherford, Bohr, Schrodinger, Heisenberg o Dirac, la lista es larga, basándose unos en los trabajos de otros, revolucionaron la física y elaboraron una teoría y un lenguaje nuevos conocidos como mecánica cuántica. Sus leyes se alejan tanto de la experiencia cotidiana que al común de los mortales nos cuesta entenderla y, en ocasiones, nos parece un completo disparate.

En el mundo subatómico, las partículas tienen comportamientos tan increíbles que nos cuesta creer que de toda esa locura se pueda sacar algo en claro, incluso pensamos que quienes se dedican a estudiarlos podrían hacer cosas más prácticas. Pero sorprendentemente, muchos de los avances tecnológicos que hoy disfrutamos están basados en la física de partículas, y una de las áreas en la que han tenido numerosas aplicaciones es la medicina.

Hasta finales del siglo XIX, la única posibilidad de ver el interior del cuerpo humano era abrirlo; el descubrimiento de los rayos X fue el primer gran avance, ya que permitió explorarlo con una técnica no invasiva. A partir de la década de los 30, aunque los investigadores no lo supieran, comenzaron a sentarse las bases de la mayoría de las tecnologías empleadas actualmente en diagnóstico y terapia médica, y uno de los inesperados desarrollos ha sido el de la resonancia magnética.

Corría el año 1929, cuando el físico Isidor Isaac Rabi comenzó a impartir clases de mecánica cuántica en la Universidad de Columbia y desarrolló, junto a su equipo, la resonancia magnética de haces moleculares como técnica para estudiar las propiedades magnéticas y la estructura interna de las moléculas, los átomos y los núcleos, lo que les permitió descubrir detalles desconocidos sobre sus interacciones internas, ver cómo los átomos individuales están unidos entre sí y cómo sus núcleos se ven afectados por los átomos vecinos. Por este trabajo le fue otorgado el premio Nobel de física en 1944.

La Segunda Guerra Mundial interrumpió estas investigaciones, pero, en los años posteriores, dos grupos de físicos por separado, uno dirigido por Edward Purcell, de la Universidad de Harvard, y el otro, por Feliz Bloch, de la Universidad de Stanford, buscaron desarrollar un método más simple para observar la resonancia magnética en los núcleos de moléculas de líquidos y sólidos en lugar de en moléculas aisladas, y ambos detectaron «resonancia magnética nuclear en materia condensada«. En 1952, compartieron el Nobel de Física por estos experimentos.

Las investigaciones siguieron avanzando y una de las primeras aplicaciones relacionadas con el diagnóstico llegó en 1971, cuando el médico Raymond Damadian, propuso la resonancia magnética para discriminar entre tumores malignos y tejido normal, de hecho, desarrolló y patentó la primera máquina de escaneo que empleaba este método, en 1972.

Pero el gran avance técnico que hizo posible producir una imagen útil lo realizaron el químico Paul Lauterbur y el físico Peter Mansfield, de manera independiente. Básicamente su idea fue codificar espacialmente la señal de resonancia utilizando gradientes magnéticos. Se les ocurrió que empleando campos magnéticos diferentes para cada zona del cuerpo se podría identificar y localizar de dónde provenía exactamente cada señal. Ambos fueron galardonados con el Premio Nobel de Medicina en 2003 por sus trabajos en desarrollo de imágenes por resonancia magnética. La investigación de Lauterbur y Mansfield convirtió la RMN, hasta entonces utilizada sobre todo para determinar la estructura química de las sustancias, en un método no invasivo que mejoró el diagnóstico de muchas enfermedades, siendo especialmente valiosa en los estudios del cerebro y de la médula espinal.

A partir de los 80, la progresión de la técnica ha sido imparable, pronto se obtuvieron las primeras imágenes del cráneo humano y, poco tiempo después, los escáneres de cuerpo entero, empezando a comercializarse los primeros equipos. Hasta la fecha las mejoras han sido continuas, y la espectroscopia y las exploraciones por resonancia magnética han revolucionado el mundo de la imagen médica.

Los fundamentos de esta técnica no son fáciles de entender, pero se pueden resumir, a grandes rasgos, diciendo que se basa en campos magnéticos y ondas de radiofrecuencia, como las de una emisora de radio.

Cuando nos envían a hacer una resonancia para diagnosticar un problema de salud, nos introducen en una máquina que tiene en su interior potentes imanes que generan campos magnéticos con gradiente. Los protones de nuestro cuerpo absorben parte de esa energía y resuenan, emitiendo ondas que son detectadas por unos dispositivos muy sensibles, que reconstruyen matemáticamente las señales, transformándolas en imágenes.

Como sucede con la mayoría de los avances científicos, no es fácil atribuir su descubrimiento a nadie en particular, ya que es el resultado de muchos años de investigación en la que han participado físicos, químicos, matemáticos o ingenieros, unos conocidos y otros no tanto. Lo cierto es que si hoy disponemos de esta técnica es porque alguien se interesó por estudiar la naturaleza de la materia, algo que, a priori, podría parecer más teórico que práctico.

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