la méthode rend possible l’imagerie de sujets en mouvement

des chercheurs financés par NIBIB à l’Université de Washington ont été les pionniers d’une approche de l’activité fonctionnelle de l’image dans le cerveau de fœtus individuels, permettant de mieux voir comment les réseaux fonctionnels Le travail aborde un problème commun de L’IRM fonctionnelle; si le sujet se déplace pendant la numérisation, les images sont déformées.,

en créant un moyen de corriger le mouvement, l’équipe a pu effectuer une reconstruction en quatre dimensions de l’activité cérébrale chez des sujets en mouvement, ouvrant la porte à des études sur des sujets qui ne restent pas immobiles longtemps, comme les fœtus et les jeunes enfants., La nouvelle stratégie permet d’étudier à la fois le développement normal du cerveau et les effets de l’alimentation ou de l’environnement d’une mère sur le développement fonctionnel du cerveau fœtal.

Le nouveau travail s’est concentré sur le réseau en mode par défaut—un ensemble de régions actives lorsque le cerveau est au repos, lorsque quelqu’un rêve éveillé ou laisse son esprit vagabonder, sans se concentrer sur une tâche spécifique. Les cerveaux fœtaux sont en mode par défaut la plupart du temps, mais on ne sait pas très bien comment ce réseau se développe.,

« c’est l’un des premiers articles à prendre des fœtus individuels et à examiner le réseau de modes par défaut en développement naturel dans le cerveau du fœtus humain”, explique Vinay Pai, pH.d., directeur de la Division des Technologies informatiques de la santé à NIBIB. Puisque le mouvement du bébé ou de la mère n’est plus un problème, « cela vous permet de regarder des stades de développement plus naturels. »

dans la nouvelle étude, publiée en ligne en août 2016 dans la revue Human Brain Mapping, les chercheurs visaient à créer un film en quatre dimensions de l’activité du réseau en mode fœtal par défaut. Pour ce faire, ils ont utilisé L’IRM fonctionnelle-une technique qui détecte l’activité cérébrale en fonction du flux sanguin; les régions actives ont des niveaux plus élevés de sang qui coule vers elles., En plus de brouiller l’image, le problème avec le mouvement—soit du fœtus en mouvement ou de la respiration de la mère—est qu’il déplace la mise au point, ce qui rend difficile de localiser d’où proviennent les signaux d’activité. Alors que généralement une seule mesure est collectée pour chaque position à chaque point de temps, l’équipe a collecté plusieurs mesures, chacune offrant des perspectives légèrement différentes. En utilisant les multiples mesures, ils ont pu repositionner les images pour créer une estimation de ce à quoi ressemblerait l’activation sur une période de quelques minutes.,

l’équipe a d’abord testé sa méthode sur des adultes en leur disant de déplacer délibérément leur tête dans le scanner. Après avoir montré qu’ils pouvaient quantifier avec succès l’activité cérébrale chez des sujets en mouvement, ils ont ensuite scanné huit fœtus entre 32 et 37 semaines de grossesse, car il a été démontré que les nourrissons nés prématurément à cet âge avaient des réseaux actifs en mode par défaut. Les images résultantes ont été compilées pour créer une vue en quatre dimensions de chacun des cerveaux sur une fenêtre de temps de cinq minutes.,

« Il n’a vraiment pas été exploré quand ces réseaux d’activité—ces collections de zones cérébrales qui commencent à travailler ensemble dans le cerveau—émergent et dans quels types de cellules et de tissus ils émergent”, explique Colin Studholme, Ph.D., Professeur avec des rendez-vous conjoints en pédiatrie et en bioingénierie à L’Université de Washington et auteur principal de « Ce que cela conduit à ce n’est pas seulement la collecte de données auprès de bébés individuels, mais aussi la compréhension et la construction d’une carte en quatre dimensions de l’activité cérébrale et de la façon dont elle devrait émerger chez un bébé normal., »

la technique peut également être utilisée pour comparer les différences de développement cérébral chez les bébés prématurés et nés à terme; les effets de l’alcool, de la consommation de drogues ou du stress pendant la grossesse; ou s’il existe des différences prénatales chez les bébés qui développent des troubles neurodéveloppementaux comme l’autisme. Et il ne se limite pas à l’imagerie du cerveau; Studholme prévoit également d’étudier le placenta et comment son développement influence le cerveau.

Mais l’application immédiate—pour les bébés tortillés—est prometteuse en soi. « Les Techniques qui minimisent l’effet du mouvement résolvent beaucoup de problèmes”, explique Pai., « En imagerie fœtale, vous n’avez pas trop d’options. »

L’équipe a reçu le soutien de NIBIB (EB017133), du NATIONAL Institue of Neurological Disorders and Stroke (NS055064) et du National Center for Advancing Translational Sciences (UL1TR000423) pour cette étude.