Al aumentar significativamente la velocidad de la MRI funcional fMRI, los investigadores financiados por el Instituto Nacional de Imagen Biomédica y Bioingeniería NIBIB han podido obtener imágenes de la actividad cerebral que fluctúa rápidamente durante el pensamiento humano. La fMRI mide los cambios en la oxigenación de la sangre, que fueronanteriormente se pensaba que era demasiado lento para detectar la actividad neuronal sutil asociada con funciones cerebrales de orden superior. El nuevo descubrimiento de que la fMRI rápida puede detectar oscilaciones cerebrales rápidas es un paso significativo hacia la realización de un objetivo central de la investigación en neurociencia: mapear las redes cerebrales responsables de los humanosfunciones cognitivas como percepción, atención y conciencia.
"Un objetivo crítico de la Iniciativa BRAIN del Presidente es llevar la neurociencia a un nuevo ámbito donde podamos identificar y rastrear redes neuronales que funcionen de manera no invasiva", explica Guoying Liu, Ph.D., Director del programa NIBIB en Resonancia MagnéticaImágenes: "Este trabajo demuestra el potencial de la fMRI para mapear redes neuronales saludables, así como aquellas que pueden contribuir a enfermedades neurológicas como la demencia y otros trastornos de salud mental, que son problemas de salud nacionales y globales importantes".
la resonancia magnética funcional funciona mediante la detección de aumentos locales de oxígeno a medida que la sangre se envía a una parte activa del cerebro. La técnica ha sido fundamental para identificar qué áreas del cerebro controlan funciones como la visión, la audición o el tacto. Sin embargo, la fMRI estándar puedesolo detecta el flujo de sangre que viene a reponer un área del cerebro varios segundos después de que haya realizado una función. En general, se aceptó que este era el límite de lo que podría ser detectado por fMRI: identificación de una región en el cerebro que había respondidoa un estímulo grande, como una "explosión" continua de 30 segundos de luz brillante.
Combinando varias técnicas nuevas, Jonathan R. Polimeni, Ph.D., autor principal del estudio, y sus colegas del Centro Athinoula A. Martinos de Imágenes Biomédicas de Harvard, aplicaron fMRI rápido en un esfuerzo por rastrear redes neuronales que controlan a los humanoslos procesos de pensamiento y descubrieron que ahora podían medir la actividad cerebral que oscila rápidamente. Los resultados de este trabajo innovador se informan en la edición de octubre de 2016 de la Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Los investigadores utilizaron fMRI rápida en voluntarios humanos observando un patrón de tablero de ajedrez que fluctuaba rápidamente. La fMRI rápida pudo detectar las oscilaciones sutiles y muy rápidas en el flujo sanguíneo cerebral en la corteza visual del cerebro mientras los voluntarios observaban el patrón cambiante.
"El patrón de tablero de ajedrez oscilante es un estímulo más" naturalista ", ya que su sincronización es similar a las oscilaciones neurales muy sutiles realizadas durante los procesos de pensamiento normales", explica Polimeni. "El fMRI rápido detecta las oscilaciones neuronales inducidas que permiten al cerebropara comprender lo que el ojo está observando: el patrón cambiante del tablero de ajedrez. Estas sutiles oscilaciones eran completamente indetectables con fMRI estándar. Este emocionante resultado abre la posibilidad de usar fMRI rápido para crear imágenes de redes neuronales mientras guían el proceso del pensamiento humano ".
Una de esas posibilidades es sugerida por la primera autora del estudio Laura D. Lewis, Ph.D. "Esta técnica ahora nos brinda un método para obtener información mucho más detallada sobre la compleja actividad cerebral que tiene lugar durante el sueño, así comootros cambios dinámicos en estados cerebrales, como cuando se está bajo anestesia y durante alucinaciones ".
Concluye Polimeni, "Siempre se pensó que la resonancia magnética funcional tenía el potencial de desempeñar un papel importante en este tipo de estudios. El progreso significativo en la neurociencia cognitiva depende de patrones de mapeo de la actividad cerebral, que cambian constantemente y rápidamente con cada experiencia que tenemostenemos. Por lo tanto, estamos extremadamente entusiasmados de ver que nuestro trabajo contribuye significativamente a lograr este objetivo ".
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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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