o método torna possível a imagem de sujeitos em movimento
investigadores financiados pelo NIBIBIB na Universidade de Washington foram pioneiros numa abordagem à atividade funcional da imagem nos cérebros de fetos individuais, permitindo uma melhor visão de como as redes funcionais dentro do cérebro se desenvolvem. O trabalho aborda um problema comum de ressonância magnética funcional; se o sujeito se move durante a digitalização, as imagens ficam distorcidas.,
criando uma maneira correta para o movimento, a equipe foi capaz de fazer um quatro-dimensional de reconstrução da atividade cerebral em objetos em movimento, abrindo a porta para a realização de estudos sobre assuntos que não permanecer ainda por muito tempo, como fetos e crianças pequenas., A nova estratégia permite investigações sobre o desenvolvimento normal do cérebro e os efeitos da dieta ou do ambiente de uma mãe no desenvolvimento funcional do cérebro fetal.
O novo trabalho focado na rede de modo padrão-uma coleção de regiões que estão ativas quando o cérebro está em repouso, quando alguém está sonhando ou deixando sua mente vaguear, não se concentrando em uma tarefa específica. Os cérebros fetais estão em modo padrão durante a maior parte do tempo, mas não é muito conhecido como essa rede se desenvolve.,
“Este é um dos primeiros trabalhos a pegar fetos individuais e olhar para a rede de modo padrão em desenvolvimento natural no cérebro fetal humano”, diz Vinay Pai, Ph. D., diretor da Divisão de tecnologias de Informática da Saúde na NIBIB. Uma vez que o movimento do bebê ou da mãe já não é um problema, “ele permite que você olhe para estágios de desenvolvimento mais naturais.”
In The new study, published online in August 2016 in the journal Human Brain Mapping, researchers aimed to create a four-dimensional movie of fetal default mode network activity. Para fazer isso, eles usaram ressonância magnética funcional—uma técnica que detecta a atividade cerebral com base no fluxo sanguíneo; regiões ativas têm níveis mais elevados de sangue fluindo para eles., Além de borrar a imagem, o problema com o movimento—quer do feto se movendo ou da respiração da mãe—é que ele muda o foco, tornando difícil localizar de onde quaisquer sinais de atividade estão vindo. Enquanto normalmente apenas uma medição é coletada para cada posição em cada ponto de tempo, a equipe coletou várias medições, cada uma fornecendo perspectivas ligeiramente diferentes. Usando as múltiplas medidas, eles foram capazes de reposicionar as imagens para criar uma estimativa de como a ativação ao longo de um período de poucos minutos seria.,
A equipe testou seu método pela primeira vez em adultos, dizendo-lhes para mover a cabeça propositadamente no scanner. Depois de mostrar que eles poderiam quantificar com sucesso a atividade cerebral em indivíduos em movimento, eles então digitalizaram oito fetos entre 32 e 37 semanas de gravidez, já que crianças nascidas prematuramente nessa idade têm mostrado ter redes de modo padrão ativo. As imagens resultantes foram compiladas para criar uma visão tridimensional de cada um dos cérebros ao longo de uma janela de tempo de cinco minutos.,
“Isso realmente não foi explorada quando estas redes de atividade—essas coleções de áreas do cérebro que começam a trabalhar juntos no cérebro—emergem e quais os tipos de células e tecidos, elas emergem no”, diz Colin Studholme, Ph. D., um professor com dois cargos em pediatria e bioengenharia da Universidade de Washington e autor sênior do papel. “O que isso está levando a não é apenas coletar dados de bebês individuais, mas também entender e construir um mapa de quatro dimensões da atividade cerebral e como ele deve emergir em um bebê normal.,”
A técnica também pode ser usada para comparar diferenças no desenvolvimento do cérebro em bebês prematuros e de longo prazo; os efeitos do álcool, uso de drogas, ou estresse durante a gravidez; ou se houver quaisquer diferenças pré-natais em bebês que passam a desenvolver distúrbios de desenvolvimento neurológico como o autismo. E não se restringe à imagem do cérebro; Studholme também planeja estudar a placenta e como seu desenvolvimento influencia o cérebro.mas a aplicação imediata—para bebés esquilos-é promissora em si mesma. “Técnicas que minimizam o efeito do movimento resolvem muitos problemas”, diz Pai., “Na imagem fetal, você não tem muitas opções.”
A equipe recebeu apoio para este estudo do NIBIB (EB017133), do National Institue of Neurological Disorders and Stroke (NS055064), e do National Center for Advancing Translational Sciences (UL1TR000423).