Se pueden determinar varios tipos de información por la forma en que la sangre fluye a través del cerebro. Cuando se activa una región del cerebro, aumenta el flujo sanguíneo y aumenta la oxigenación. Al observar las variaciones en el flujo sanguíneo con la ayuda de imágenes no invasivas,es posible determinar qué regiones están trabajando en un momento dado y cómo trabajan juntas.
Sobre la base de este principio, los investigadores Isik Karahanoglu y Dimitri Van De Ville han logrado visualizar las diferentes regiones de activación del cerebro. Combinaron una nueva técnica de modelado y una técnica de imagen médica en un proyecto que une EPFL y la Universidad de Ginebra.UNIGE. La investigación, publicada en Comunicaciones de la naturaleza , proporciona nuevas ideas sobre cómo se organiza el cerebro y establece el escenario para el diagnóstico temprano de trastornos neurológicos como el Alzheimer, en el que estas redes se rompen.
En la mayoría de los trastornos relacionados con el cerebro, varias redes neuronales, en lugar de una región aislada, se descomponen. Comprender cómo interactúan las regiones proporciona información sobre cómo funcionan estos trastornos.
Ver si una región está en modo "encendido" o "apagado"
Ya existe una técnica de imagen llamada "imagen de resonancia magnética funcional" fMRI, que registra las variaciones en el flujo sanguíneo. Pero este proceso tiene sus defectos. Gracias a un método computacional complejo, los investigadores pudieron limpiar las señales imperfectasobtenido de fMRI y obtener una imagen precisa y dinámica del flujo sanguíneo en el cerebro. Pueden ver qué regiones del cerebro se activan en un modo explícito "encendido" o "apagado".
"Imagine tomar fotos de un molino de viento de color arcoíris que gira muy rápido. Con la técnica anterior, los colores son borrosos y se combinan", dijo Van De Ville. "Con nuestro método podemos ver claramente el borde entre cada color".en cada foto ". Del mismo modo, el mapa dinámico muestra qué regiones se activan simultáneamente en el cerebro y dónde están ubicadas.
cerebro no estimulado para una mejor recopilación de datos
Para identificar las regiones que trabajan juntas, las pruebas se realizaron en sujetos sanos, no estimulados. Incluso cuando se encuentra en un estado de 'descanso' y no se usa, el cerebro del paciente tiene regiones que se activan y desactivan constantemente ".el paciente no debe hacer nada una vez en la máquina de resonancia magnética. Por lo tanto, los datos no se distorsionan por el estrés o la fatiga que la estimulación o una tarea podrían causar ", dijo Karahanoglu.
Resultados sorprendentes
En total, los investigadores identificaron 13 redes principales, es decir, aquellas que envían las señales más fuertes. En promedio, cuatro de estas redes estaban activas al mismo tiempo ". Hasta ahora, pensábamos que las regiones se turnaban para activarse, y quelo hizo con poca coordinación ", agregó Van De Ville.
Una herramienta de diagnóstico para médicos
El siguiente paso consiste en utilizar esta técnica para diagnosticar trastornos neurológicos. La enfermedad de Alzheimer, por ejemplo, muestra un deterioro en las redes cerebrales incluso cuando los síntomas clínicos son indetectables o insignificantes. Usando fMRI para detectar, lo antes posible, los casos que tienen más probabilidades deconvertirse en Alzheimer mejoraría la administración de medicamentos. Los medicamentos actualmente en desarrollo podrían administrarse durante la fase en la que serían más efectivos. La investigación en este sentido está en marcha en colaboración con otros equipos de neurociencia y clínicos. Isik Karahanoglu, quien actualmente es un postestudiante de doctorado en la Facultad de Medicina de Harvard, también está aplicando la técnica para comprender mejor las alteraciones en el trastorno del espectro autista.
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Materiales proporcionados por Escuela Politécnica Federal de Lausana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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