Kenneth Kin Man Kwong es un físico nuclear estadounidense nacido en Hong Kong . Es un pionero en la obtención de imágenes del cerebro humano . Obtuvo su licenciatura en Ciencias Políticas en 1972 en la Universidad de California, Berkeley . Luego obtuvo su doctorado en física en la Universidad de California, Riverside, donde estudió las interacciones entre colisiones de fotones.
En 1985, Kwong trabajó como físico de medicina nuclear en el hospital de veteranos de Loma Linda (California) y se dedicó a la ciencia médica. Un año después, lo invitaron a realizar una beca de investigación en el Hospital General de Massachusetts (MGH) en el campo de la tomografía por emisión de positrones (PET). Después de trabajar en el campo de la tomografía por emisión de positrones ( PET), comenzó a trabajar en el campo de la resonancia magnética (MRI).
Al unirse al equipo del Centro de Resonancia Magnética Nuclear (MGH-NMR) del MGH, Kwong se interesó por la perfusión (la distribución de sangre y nutrientes a los tejidos) y la difusión (la detección de la dispersión aleatoria de partículas, principalmente agua) en los tejidos vivos. Junto con la estudiante de posgrado del MIT Daisy Chien y sus colegas Richard Buxton, Tom Brady y Bruce Rosen, fue uno de los primeros en ingresar al campo de la imagenología de difusión cerebral, que a su vez fue inaugurado por los experimentos pioneros de Denis Le Bihan. En un artículo de conferencia en 1988 en la Sociedad de Resonancia Magnética en Medicina, el grupo del MGH fue el primero en demostrar la anisotropía de la difusión en el cerebro humano, afirmando: "... observamos diferentes patrones de difusión paralelos y perpendiculares a la línea media del cerebro, que era repetible y dependía solo de la dirección del gradiente de codificación de difusión en relación con el cerebro, independientemente del gradiente físico que se usara ". [1] Esta anisotropía es en sí misma el principio fundamental que subyace al método moderno de tractografía por resonancia magnética y a la conectómica estructural (la visualización in vivo de las fibras axónicas que conectan las neuronas en el cerebro). Chien y Kwong utilizaron entonces sus primeras técnicas de difusión para estudiar a pacientes humanos con accidente cerebrovascular. En circunstancias técnicamente exigentes (una resonancia magnética de campo bajo utilizando imágenes convencionales, ubicada en un remolque en un estacionamiento cerca del MGH) fueron los primeros en demostrar en sujetos humanos [2] la caída temprana de la difusividad observada en el infarto agudo en gatos por Moseley. [3]
En consonancia con su nombramiento conjunto en el Massachusetts Eye and Ear Infirmary, él y sus colegas pudieron demostrar que la resonancia magnética podía utilizarse para estudiar la difusión y el flujo en el ojo vivo. Él y sus colegas fueron pioneros en el uso de H 2 O 17 como trazador de agua en la resonancia magnética y demostraron que este novedoso enfoque podía utilizarse para medir el flujo sanguíneo cerebral. [4]
En 1990, el Centro de RMN del MGH recibió el primer instrumento de imágenes ecoplanares clínicas (EPI) capaz de formar imágenes de resonancia magnética en 25 ms. El método EPI demostró ser extremadamente poderoso en el estudio de la perfusión y la difusión al permitir que Kwong y otros evaluaran cambios dinámicos en la señal, como el flujo de sangre marcada con agentes de contraste magnéticos inyectados a través de los sistemas orgánicos.
El grupo del Centro MGH-NMR, dirigido por John (Jack) Belliveau, reconoció que los métodos de perfusión dinámica podrían adaptarse para demostrar los cambios de perfusión que ocurren como resultado del "trabajo" cerebral, por ejemplo , el reclutamiento de áreas localizadas de tejido neural a medida que diferentes partes del cerebro participan en tareas. Los resultados trascendentales de Belliveau, et al., en 1991, [5] utilizando contraste de susceptibilidad dinámica anunciaron la creación de un nuevo campo en el mapeo de la actividad funcional del cerebro humano utilizando imágenes por resonancia magnética (fMRI).
Dos desarrollos paralelos en el contraste endógeno sentaron las bases de los métodos para mapear la actividad cerebral sin la inyección de trazadores o agentes de contraste. El trabajo contemporáneo una década antes por Thulborn, [6] y Wright en Stanford, había demostrado que los niveles de oxigenación de la sangre podían medirse mediante métodos de RMN. Experimentos innovadores posteriores de Ogawa , et al., y de Turner habían demostrado que el agotamiento de oxígeno conducía a caídas significativas en los cambios de la señal de MRI en las venas grandes y la corteza cerebral misma, respectivamente, a través de un mecanismo de susceptibilidad magnética análogo al utilizado por Belliveau con trazadores exógenos, pero en este caso utilizando sangre desoxigenada como agente de contraste. Al mismo tiempo, los métodos para medir directamente la perfusión cerebral utilizando agua de espín invertido ( marcado de espín arterial ) fueron pioneros en modelos animales por John Detre y Alan Koretsky. Todo esto fue posible sin la introducción de agentes de contraste transmitidos por la sangre.
Con estos antecedentes, Kwong pensó que los conceptos de mapeo funcional por perfusión cerebral y la evaluación de la oxigenación a partir de señales puramente endógenas podrían combinarse en un método completamente nuevo de estudio de la actividad cerebral humana. En la primavera de 1991, realizó sus primeros experimentos humanos que demostraron que se podían observar grandes cambios en la señal de resonancia magnética en el cerebro humano después de la exposición a estímulos visuales simples, utilizando tanto la oxigenación sanguínea (BOLD) como el contraste de flujo. Las primeras imágenes de video dinámicas de la actividad cerebral humana aparecieron por primera vez en una reunión de la Sociedad de Resonancia Magnética en Medicina en agosto de 1991 en San Francisco en una sesión plenaria a cargo del colega Tom Brady, y posteriormente se publicaron en 1992 en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias. [7] (en el mismo año en que Ogawa y sus colegas presentaron sus resultados, posteriormente publicados un año después en PNAS. [8] Ese mismo número también incluyó el trabajo de Seiji Ogawa , entonces en Bell Labs, quien había hecho hallazgos similares. La mayoría de los investigadores atribuyen a Kwong y Ogawa independientemente el descubrimiento de lo que ahora se llama resonancia magnética funcional (fMRI).
La primera publicación de Kwong en esta área, y sus primeros experimentos, demostraron los dos métodos principales de obtención de imágenes cerebrales funcionales a partir de señales endógenas. La señal dependiente del nivel de oxigenación, conocida ahora como BOLD , se ha convertido en la más popular debido a su mayor contraste/ruido general, pero Kwong también demostró que la resonancia magnética se podía utilizar para detectar una señal de flujo sanguíneo a través del cambio aparente en las tasas de relajación T1 asociadas con la reposición de sangre en el tejido cerebral, y demostró cómo los cambios de señal medidos se podían utilizar para inferir directamente una medición cuantitativa del cambio en la perfusión cerebral. Esto forma la base de un segundo conjunto de métodos modernos conocidos ahora como etiquetado de espín arterial, cada vez más utilizado cuando se requiere la cuantificación de la fisiología basal y cambiante. El trabajo de Kwong fue claramente el primer trabajo en este campo en aplicar estos métodos al mapeo cerebral humano.
La resonancia magnética funcional ha demostrado ser extremadamente importante en las ciencias clínicas y básicas. En febrero de 2012, más de 299.000 manuscritos coincidían con el término "fMRI" en la base de datos PubMed . Esto equivale a un promedio de más de 41 manuscritos publicados por día desde el desarrollo del método original 20 años antes (24.873 artículos en 2011). Hasta la fecha, ningún método ha superado su combinación de precisión, seguridad y fiabilidad en la observación de la función cerebral. Los descubrimientos de Kwong se realizaron mientras era investigador asociado.
En 1993, poco después de sus descubrimientos con fMRI, Kwong fue nombrado instructor de radiología . En 1997 ascendió a profesor asistente y desde 2000 es profesor asociado en la Facultad de Medicina de Harvard.
Kwong es un investigador activo, autor o coautor de 97 artículos desde 1992 hasta 2011, en el período posterior a la publicación inicial de fMRI. Su trabajo más reciente aborda problemas en la medición cuantitativa de la perfusión cerebral, así como estudios de los efectos cerebrales de la práctica médica tradicional china de la acupuntura.