Investigadores de la UAM desarrollan un sistema para mapear en 3D la temperatura en tejidos vivos con luz e inteligencia artificial
La UAM y la Universidad Ca’ Foscari de Venecia crean una técnica pionera para mapear en 3D la temperatura de tejidos vivos con luz infrarroja e IA, publicada en Nature Communications.
Madrid se coloca a la vanguardia de la innovación biomédica. Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), en colaboración con la Universidad Ca’ Foscari de Venecia, han desarrollado un sistema óptico de bajo coste y alta precisión capaz de mapear en tres dimensiones la temperatura dentro de tejidos vivos utilizando únicamente luz infrarroja e inteligencia artificial. El avance, publicado en Nature Communications, abre la puerta a diagnósticos no invasivos y portátiles que podrían transformar la práctica médica.
El hallazgo científico
El nuevo sistema se basa en nanotermómetros luminiscentes: diminutas partículas de sulfuro de plata (Ag₂S) que emiten luz en el infrarrojo cercano cuando son estimuladas por un láser. El color y la intensidad de esta emisión varían según la temperatura y la profundidad del tejido atravesado.
Lo que hasta ahora era considerado una distorsión óptica se convierte en una fuente de información valiosa. Para interpretarla, los investigadores entrenaron una red neuronal de doble capa con cientos de imágenes hiperespectrales, lo que permite reconstruir con gran precisión mapas tridimensionales de la temperatura subcutánea.
“Estamos convirtiendo las distorsiones ópticas, que normalmente se consideran un problema, en una fuente de información”, explica Erving Ximendes, investigador Ramón y Cajal de la UAM y autor principal del estudio.
Primeras pruebas exitosas
El sistema se probó en tejidos sintéticos, muestras biológicas reales y en un animal vivo, donde fue capaz de detectar gradientes de temperatura y hasta mapear vasos sanguíneos a partir de una sola imagen.
Se trata de la primera vez que se obtiene una imagen térmica 3D de alta resolución con luz, sin necesidad de equipos voluminosos y costosos como la resonancia magnética funcional (fMRI) o la tomografía por emisión de positrones (PET).
“Con este método, podemos detectar tanto la temperatura del tejido como su profundidad en el organismo”, añade Riccardo Marin, coautor del estudio e investigador de la UAM y de Ca’ Foscari.
Aplicaciones médicas y sociales
Los expertos coinciden en que esta tecnología podría revolucionar el diagnóstico médico. Entre sus aplicaciones potenciales destacan:
- Oncología: detección temprana de tumores mediante la identificación de anomalías térmicas.
- Seguimiento de terapias: control en tiempo real de tratamientos oncológicos, infecciones o inflamaciones.
- Medicina crítica: monitorización de trasplantes y órganos en riesgo de rechazo.
- Entornos de bajos recursos: diagnósticos portátiles en áreas donde no hay acceso a tecnología avanzada.
Además, los investigadores apuntan que la estrategia podría adaptarse para medir otros parámetros fisiológicos como el pH o la concentración de oxígeno, simplemente modificando las propiedades ópticas de las nanopartículas.
Un proyecto con sello europeo
Este avance forma parte de la base del proyecto MAtCHLESS, financiado con una Starting Grant del Consejo Europeo de Investigación (ERC) por valor de 1,5 millones de euros. Su objetivo es desarrollar sensores de nueva generación capaces de estudiar parámetros intracelulares clave con una resolución sin precedentes, tanto en células humanas como en microorganismos extremófilos.
Contexto científico
Hasta ahora, la medición precisa de la temperatura en tejidos vivos era un reto. Técnicas como la fMRI o el PET requieren instalaciones hospitalarias avanzadas, personal especializado y elevados costes. La nanotermometría óptica, en cambio, ofrece un método no invasivo, portátil y económico, con un enorme potencial de democratización.
El hecho de que este avance tenga su origen en la UAM, institución pública madrileña, subraya el papel creciente de la investigación española en el ámbito de la biomedicina internacional.
La innovación médica con sello madrileño
La combinación de nanotecnología, óptica e inteligencia artificial abre una nueva era en la bioimagen. Con sello madrileño, este descubrimiento posiciona a la UAM y a sus investigadores como referentes en el desarrollo de herramientas médicas del futuro.