La resonancia magnética nuclear RMN ha transformado el campo de la neurociencia en los últimos 40 años, permitiendo a los científicos crear instantáneas claras de estructuras cerebrales vivas e incluso detectar cambios funcionales asociados con ciertas actividades.
A diferencia de los rayos X o las tomografías computarizadas, la resonancia magnética no se basa en haces de radiación. En su lugar, se utilizan potentes campos magnéticos y ondas de radio para alinear temporalmente los átomos de hidrógeno en las moléculas de agua del cuerpo, lo que significa que puede crear una imagen clara detejidos, como el cerebro.
Pero una tecnología más nueva desarrollada por la neurocientífica de la UNM, Elaine Bearer, MD, PhD, y colaboradores del Instituto de Tecnología de California y la Universidad del Sur de California lleva la resonancia magnética un paso más allá.
En un artículo publicado en la revistaRMN en Biomedicina, informan sobre el uso de manganeso, un mineral traza que se encuentra en todo el cuerpo, como agente de contraste con MRI que permite una serie de imágenes de "lapso de tiempo" que revelan la respuesta del cerebro a experiencias específicas.
"Este informe enfatiza el poder del contraste basado en manganeso para estudiar las transiciones dinámicas en todo el cerebro", dijo Bearer, profesor del Departamento de Patología de la UNM. "El cerebro no es algo estático. Esta técnica de resonancia magnética refleja las consecuencias lentasde una experiencia a lo largo del tiempo. Nos permite escudriñar más profundamente la asombrosa complejidad de pensar y sentir".
En la resonancia magnética mejorada con manganeso MEMRI, pequeñas cantidades de manganeso ingresan a las neuronas a través de la misma vía celular que el calcio, que desempeña un papel clave en la señalización cerebral. A medida que los iones de manganeso se mueven a través de la neurona, resaltan las actividades de la célula, resaltando las proyeccionesa través del cual se comunica con las neuronas adyacentes.
"Esta emocionante metodología emergente captura la función del cerebro durante el comportamiento normal, que de otro modo no se puede conocer a esta escala", dijo Taylor Uselman, estudiante de doctorado en el laboratorio de Bearer y coautor del artículo. Christopher Medina, MD, estudiante de la facultad de la UNMLicenciado en Medicina, también fue coautor.
"Nuestra publicación también proporciona información crítica sobre las consideraciones de seguridad para el uso del agente de contraste", dijo Uselman. "Damos una serie de ejemplos de cómo MEMRI revela el desarrollo del sistema auditivo, así como el síndrome de Down, la enfermedad de Alzheimery trastornos de ansiedad".
Las resonancias magnéticas estándar tienen un gran valor de diagnóstico para detectar tumores o anomalías vasculares en el cerebro, y pueden revelar que los cambios en ciertas estructuras cerebrales están asociados con comportamientos específicos, como la meditación o el aprendizaje de un segundo idioma. Pero no muestranlo que el cerebro está haciendo en realidad, dice Bearer.
"La resonancia magnética que normalmente hacemos para el diagnóstico humano es solo una imagen de su anatomía", dice ella. Los neurocientíficos también usan una técnica llamada resonancia magnética funcional que mide el flujo sanguíneo cerebral, basada en la idea de que las regiones altamente activas del cerebro usanmás oxígeno.
Sin embargo, la señal dependiente del nivel de oxígeno en la sangre BOLD es más débil, requiere un análisis computacional y combina la actividad vascular y neural, dijo Bearer. "Con BOLD, lo que está detectando es un indicador de la actividad neuronal."
Bearer y sus socios Harry Gray en Caltech y Russell Jacobs en USC han estado explorando el potencial de la tecnología MEMRI durante algún tiempo. En 2020, junto con Uselman y el becario postdoctoral Daniel Barto, informaron sobre el uso de MEMRI para demostrar cómola exposición a un estímulo aterrador se convierte en ansiedad crónica.
"Lo más importante que hizo posible aprender de esta tecnología fue el análisis computacional que hice con mis estudiantes en la UNM", dijo Bearer. "Esta revisión será una referencia para todos los investigadores, especialmente cuando usenesta tecnología emergente".
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Nuevo México. Original escrito por Michael Haederle. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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