Una gota de tinta en un vaso de agua se dispersa rápida y uniformemente. Pero si el agua está aprisionada entre esferas densamente empaquetadas, la nube de tinta avanza lentamente y de forma caprichosa: rodea obstáculos, se atasca en cuellos estrechos. Así más o menos se mueven las moléculas de agua en el tejido vivo. En un tumor cerebral, las células están apretadas y el espacio entre ellas se asemeja a un laberinto con pasadizos comprimidos.

La resonancia magnética convencional muestra este laberinto de forma borrosa. Pero si se varía el tiempo durante el cual el aparato "escucha" la señal de las moléculas de agua, se puede captar hasta dónde alcanzan a desplazarse. Con retardos cortos, el agua apenas comienza a dispersarse y siente las paredes más cercanas. Con retardos largos, su movimiento ya no lo frena una sola célula, sino todo el enredo de pasajes. Este efecto se denomina dependencia de la difusión con el tiempo.

Los autores del trabajo construyeron el modelo TRACED, que descompone la señal de resonancia magnética en cuatro componentes: la fracción de agua intracelular, la dispersión de tamaños celulares, la movilidad real del agua en los espacios intercelulares y la tortuosidad de estos espacios (un parámetro que los físicos llaman tortuosidad). Para el cálculo rápido de las señales, se entrenó una red neuronal con miles de simulaciones de difusión en empaquetamientos virtuales de esferas de diferentes diámetros. Y para transferir este conocimiento a los datos reales de los pacientes, se aplicó el aprendizaje por transferencia: la red entrenada con simulaciones se ajustó directamente durante el proceso de adaptación a las mediciones clínicas.

El modelo se probó en ocho pacientes con gliomas de distinto grado de malignidad. En dos de ellos, los resultados se compararon con la histología: cortes finos del tumor examinados al microscopio. Los tamaños celulares obtenidos de forma no invasiva coincidieron con las mediciones en el portaobjetos. Esto significa que TRACED permite observar el tejido a nivel de células individuales sin hacer una incisión.

Este enfoque recuerda al trabajo de un detective que, por la vibración de una telaraña, deduce dónde está la araña. En lugar de la telaraña, los gradientes de campo magnético; en lugar de la araña, la célula. Y cuanto más precisamente leamos esa vibración, más claramente veremos la arquitectura del tumor.