El asombroso cerebro : el tracto piramidal
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Dale la vuelta a la imagen de arriba y la forma puede recordarte algo.
Tracto piramidal
Si cree que se parece a una pirámide, entonces usted y muchos grandes neurocientíficos están pensando de la misma manera. Lo que está viendo es una reconstrucción en 3D coloreada de un tracto piramidal, que son haces de fibras nerviosas que se originan en la corteza cerebral del cerebro y transmiten señales al tronco encefálico o la médula espinal.
Estas señales controlan muchas actividades importantes, incluido el movimiento voluntario de nuestros brazos, piernas, cabeza y cara.
Desde hace un tiempo, ha sido posible combinar una forma especializada de imágenes por resonancia magnética (MRI) con herramientas de modelado por computadora para producir reconstrucciones en 3D de complicadas redes de fibras nerviosas, como el tracto piramidal. Aún así, por razones técnicas, la calidad de estas reconstrucciones sigue siendo deficiente en partes del cerebro donde las fibras nerviosas se cruzan en ángulos de 40 grados o menos.
El asombroso cerebro : el tracto piramidal
Función de Distribución de Orientación
El video de arriba demuestra cómo agregar un algoritmo sofisticado, llamado Función de Distribución de Orientación (ODF) -Huellas Dactilares, a dicho modelado puede ayudar a superar este problema al reconstruir un tracto piramidal.
Tiene potencial para mejorar la confiabilidad de estas reconstrucciones 3D a medida que los neurocirujanos comienzan a usarlas para planificar sus cirugías para ayudar a garantizar que se realicen con la máxima seguridad y precisión.
En el primer segundo del video, puede ver imágenes borrosas y grises de una resonancia magnética de difusión del tracto piramidal. Pero, muy rápidamente, comienza a aparecer una reconstrucción 3D más colorida y detallada, que se completa rápidamente de arriba hacia abajo.
Función de Distribución de Orientación
Los colores se utilizan para indicar las orientaciones primarias de las fibras nerviosas: de izquierda a derecha (rojo), de atrás hacia adelante (verde) y de arriba hacia abajo (azul). Los colores naranja, magenta y otros representan combinaciones de estas orientaciones direccionales primarias.
Aproximadamente tres segundos después del video, se completa un borrador de la reconstrucción 3D. La parte superior del tracto piramidal se ve bastante bien. Sin embargo, si mira más abajo, puede ver distorsiones en el color y una resolución relativamente pobre de las fibras nerviosas en el medio del tracto, exactamente donde las fibras se cruzan entre sí en ángulos de menos de 40 grados.
Nuevo software
Entonces, los investigadores aprovecharon el poder de su nuevo software ODF-Fingerprinting para mejorar la imagen y, a partir de los nueve segundos del video, se puede ver un resultado final impresionante.
Los investigadores que produjeron este increíble video son Patryk Filipiak y sus colegas en el laboratorio patrocinado por los NIH de Steven Baete, Centro de Innovación e Investigación de Imágenes Avanzadas, | de educación Escuela de Medicina Grossman de la NYU grossman | NYU Langone Salud
Proyecto NIH Human Connectome
El trabajo emparejó datos de resonancia magnética de difusión del Proyecto NIH Human Connectome con el algoritmo ODF-Fingerprinting, que fue creado por Baete para incorporar datos adicionales de imágenes de resonancia magnética sobre la forma de las fibras nerviosas para inferir su direccionalidad [1].
Este enfoque innovador de la obtención de imágenes le valió recientemente al equipo de Baete el segundo lugar en el concurso de fotografía y video “Muéstranos tu CEREBRO” de 2021, patrocinado por la Iniciativa Brain Research a través de Advancing Innovative Neurotechnologies® (BRAIN), dirigida por los NIH . ¡Pero los investigadores no se detienen ahí! Continúan perfeccionando la toma de huellas dactilares ODF, con el objetivo de modelar el tracto piramidal en una resolución aún mayor para su uso en el diseño de nuevas y mejores formas de ayudar a las personas que se someten a neurocirugía.
Referencia :
[1] Las funciones de distribución de orientación de huellas dactilares en la resonancia magnética de difusión detecta ángulos de cruce más pequeños . Baete SH, Cloos MA, Lin YC, Placantonakis DG, Shepherd T, Boada FE.
Vínculos :
Investigación del cerebro a través de la iniciativa Advancing Innovative Neurotechnologies® (BRAIN) (NIH)
Proyecto Human Connectome (Universidad del Sur de California, Los Ángeles)
Steven Baete (Centro de Innovación e Investigación en Imágenes Avanzadas, Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York, Nueva York)
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