El método hace posible la obtención de imágenes de sujetos en movimiento
investigadores financiados por NIBIB en la Universidad de Washington han sido pioneros en un enfoque de la actividad funcional de imágenes en los cerebros de fetos individuales, lo que permite una mejor visión de cómo se desarrollan las redes funcionales dentro del cerebro. El trabajo aborda un problema común de la RM funcional; si el sujeto se mueve durante el escaneo, las imágenes se distorsionan.,
al crear una forma de corregir el movimiento, el equipo pudo hacer una reconstrucción cuatridimensional de la actividad cerebral en sujetos en movimiento, abriendo la puerta para estudios en sujetos que no se quedan quietos por mucho tiempo, como fetos y niños pequeños., La 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 de 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 predeterminado durante gran parte del tiempo, pero no se sabe muy bien cómo se desarrolla esta red.,
«Este es uno de los primeros trabajos 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 Informáticas de salud en NIBIB. Dado que el movimiento del bebé o de la madre ya no es un problema, «le permite ver las etapas de desarrollo más naturales.»
en el nuevo estudio, publicado en línea en agosto de 2016 en la revista Human Brain Mapping, los investigadores tenían como objetivo crear una película de cuatro dimensiones de la actividad de red en modo predeterminado fetal. Para ello, utilizaron una resonancia magnética funcional, una técnica que detecta la actividad cerebral en función del flujo sanguíneo; las regiones activas tienen niveles más altos de sangre que fluye hacia ellas., Además de difuminar la imagen, el problema con el movimiento, ya sea del movimiento del feto o de la respiración de la madre, es que cambia el enfoque, lo que dificulta localizar de dónde provienen las señales de actividad. Mientras que normalmente 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. Usando las múltiples mediciones, fueron capaces de reposicionar las imágenes para crear una estimación de cómo se vería la activación durante un período de unos pocos minutos.,
el equipo primero probó su método en adultos diciéndoles que movieran la cabeza a propósito en el escáner. Después de demostrar que podían cuantificar con éxito la actividad cerebral en sujetos en movimiento, escanearon ocho fetos entre las semanas 32 y 37 de embarazo, ya que se ha demostrado que los bebés nacidos prematuramente a esa edad tienen redes activas de modo predeterminado. Las imágenes resultantes se compilaron para crear una vista en cuatro dimensiones de cada uno de los cerebros durante un período de tiempo de cinco minutos.,
«realmente no se ha explorado cuándo surgen estas redes de actividad—estas colecciones de áreas cerebrales que comienzan a trabajar juntas en el cerebro—y qué tipos de células y tejidos emergen», dice Colin Studholme, PH.D., profesor con citas conjuntas en pediatría y bioingeniería en la Universidad de Washington y autor principal del artículo. «Lo que esto está llevando no es solo recopilar datos de bebés individuales, sino también comprender y construir un mapa de cuatro dimensiones de la actividad cerebral y cómo debe emerger en un bebé normal.,»
la técnica también se puede utilizar para comparar las diferencias en el desarrollo cerebral en bebés prematuros y a término; los efectos del alcohol, el consumo de drogas o el estrés durante el embarazo; o si hay diferencias prenatales en los bebés que van a desarrollar trastornos del neurodesarrollo como el autismo. Y no se limita a la imagen 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 hay demasiadas opciones.»
el equipo recibió el apoyo para este estudio de NIBIB (EB017133), el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y accidentes cerebrovasculares (Ns055064) y el Centro Nacional para el avance de las Ciencias traslacionales (UL1TR000423).