Los investigadores financiados por NIBIB en la Universidad de Washington han sido pioneros en un enfoque de la actividad funcional de la imagen en los cerebros de los fetos individuales, lo que permite ver mejor cómo se desarrollan las redes funcionales dentro del cerebro. El trabajo aborda un problema común de la IRM funcional; siel sujeto se mueve durante el escaneo, las imágenes se distorsionan.
Al crear una forma de corregir el movimiento, el equipo pudo hacer una reconstrucción en cuatro dimensiones de la actividad cerebral en sujetos en movimiento, abriendo la puerta a estudios sobre temas que no se quedan quietos por mucho tiempo, como fetos y niños pequeñosLa nueva estrategia permite investigar tanto el desarrollo normal del cerebro como los efectos de la dieta o el entorno de una madre en el desarrollo funcional del cerebro fetal.
El nuevo trabajo se centró en la red en modo predeterminado: una colección de regiones que están activas cuando el cerebro está en reposo, cuando alguien sueña despierto o deja que su mente divague, sin concentrarse en una tarea específica. Los cerebros fetales están en modo predeterminadodurante gran parte del tiempo, pero no se sabe muy bien cómo se desarrolla esta red.
"Este es uno de los primeros documentos en tomar fetos individuales y observar la red de modo predeterminado en desarrollo natural en el cerebro fetal humano", dice Vinay Pai, Ph.D., director de la División de Tecnologías de Informática de Salud en NIBIB.Dado que el movimiento del bebé o de la madre ya no es un problema, "le permite observar etapas de desarrollo más naturales".
En el nuevo estudio, publicado en línea en agosto de 2016 en la revista Human Brain Mapping, los investigadores intentaron crear una película en cuatro dimensiones de la actividad de la red en modo predeterminado fetal. Para hacer esto, utilizaron resonancia magnética funcional, una técnica que detecta el cerebroactividad basada en el flujo sanguíneo; las regiones activas tienen niveles más altos de flujo sanguíneo hacia ellas. Además de difuminar la imagen, el problema con el movimiento, ya sea por el movimiento del feto o la respiración de la madre, es que cambia el enfoque, lo que dificultalocalice de dónde provienen las señales de actividad. Si bien, por lo general, solo se recopila una medición para cada posición en cada punto de tiempo, el equipo recopiló varias mediciones, cada una de las cuales proporcionó perspectivas ligeramente diferentes. Utilizando las mediciones múltiples, pudieron reposicionar las imágenes paracree una estimación de cómo se vería la activación durante un período de unos minutos.
El equipo primero probó su método en adultos diciéndoles que movieran deliberadamente la cabeza en el escáner. Después de demostrar que podían cuantificar con éxito la actividad cerebral en sujetos en movimiento, luego escanearon ocho fetos entre las 32 y 37 semanas de embarazo, cuando nacían los bebésprematuramente a esa edad se ha demostrado que tienen redes activas en modo predeterminado. Las imágenes resultantes se compilaron para crear una vista de cuatro dimensiones de cada uno de los cerebros en una ventana de tiempo de cinco minutos.
"Realmente no se ha explorado cuando estas redes de actividad, estas colecciones de áreas cerebrales que comienzan a trabajar juntas en el cerebro, emergen y en qué tipos de células y tejidos emergen", dice Colin Studholme, Ph.D., un profesor con citas conjuntas en pediatría y bioingeniería en la Universidad de Washington y autor principal del artículo. "Lo que esto está llevando a esto no es solo recolectar datos de bebés individuales sino también comprender y construir un mapa cuatridimensional del cerebroactividad y cómo debería surgir en un bebé normal "
La técnica también se puede usar para comparar las diferencias en el desarrollo del cerebro en los bebés prematuros y a término; los efectos del alcohol, el uso de drogas o el estrés durante el embarazo; o si hay diferencias prenatales en los bebés que desarrollan neurodesarrollotrastornos como el autismo. Y no se limita a obtener imágenes del cerebro; Studholme también planea estudiar la placenta y cómo su desarrollo influye en el cerebro.
Pero la aplicación inmediata, para bebés retorcidos, es prometedora en sí misma. "Las técnicas que minimizan el efecto del movimiento resuelven muchos problemas", dice Pai. "En las imágenes fetales, no tienes demasiadas opciones."
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Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Imagen Biomédica y Bioingeniería . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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