Captaron imágenes cerebrales 64 millones de veces más nítidas que las usuales

Científicos de las universidades de Duke, Tennessee, Pennsylvania, Pittsburgh e Indiana lograron aumentar la resolución de unas imágenes por resonancia magnética (MRI por sus siglas), hasta 64 millones de veces más nítidas que lo usual. Ellos utilizaron la técnica para capturar imágenes de alta definición del cerebro de un ratón. Estas se incluyeron en una investigación publicada en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

La tecnología, explica el Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería (NIBIB) de Estados Unidos, se utiliza para obtener imágenes de las partes no óseas o de los tejidos blandos del cuerpo, lo que sirve, a su vez, para detectar enfermedades, su diagnóstico y monitoreo de tratamientos.

Aunque en el caso particular de esta investigación, los científicos enfocaron su técnica en ratones, indicaron por medio de un comunicado, que este avance “proporciona una nueva e importante forma de visualizar la conectividad de todo el cerebro con una resolución sin precedentes”. Las imágenes obtenidas en ratones permitirían “comprender mejor las afecciones humanas, como los cambios que experimenta el cerebro con la edad, la dieta o incluso con enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer”, agregaron en el comunicado. (También puede leer: Microbio descubierto en un volcán podría absorber muy rápido dióxido de carbono)

Las imágenes se lograron después de décadas de trabajo de un equipo liderado por el Dr. G. Allan Johnson, autor principal del nuevo artículo y profesor distinguido de radiología, física e ingeniería biomédica de la Universidad Charles E. Putman de Duke. Junto a un equipo rotatorio de estudiantes e investigadores del Centro de Microscopía In Vivo de la Universidad de Duke, Johnson había estado trabajando los últimos 40 años en mejorar las imágenes por resonancia magnética.

En palabras de Johnson, haber alcanzado esta resolución en las imágenes es “algo realmente habilitador. Podemos empezar a estudiar las enfermedades neurodegenerativas de una forma totalmente distinta”.

¿Cómo lograron mejorar la resolución de las imágenes? La tecnología MRI utiliza imanes poderosos que producen un campo magnético que obliga a los protones en el cuerpo a alinearse con este, explica el NIBIB. “Cuando se pulsa una corriente de radiofrecuencia a través de un paciente, los protones son estimulados y giran fuera de equilibrio, luchando contra la fuerza del campo magnético”, indica el instituto.

Al apagarse la frecuencia, los sensores de la máquina son capaces de detectar la energía liberada por los protones mientras se realinean con el campo magnético, así como el tiempo que tardan en hacerlo. Todos estos factores sirven para crear una imagen, que después analizan los médicos.

En el nuevo estudio, los investigadores utilizaron un imán aún más potente que los que se utilizan usualmente en las clínicas. También agregaron bobinas de gradiente, las que crean las imágenes, que son 100 veces más potentes que los modelos actuales, así como un ordenador de alta velocidad que es tan potente como unos 800 ordenadores portátiles trabajando para obtener una imagen, según el comunicado.(Le puede interesar: Esta sería la razón por la que nos salen canas con los años)

Con el tiempo, los investigadores esperan comprender mejor los modelos de ratón de enfermedades humanas, como la enfermedad de Huntington, el Alzheimer y otras, lo que debería también ayudarlos a entender cómo funcionan mecanismos similares en las personas.

“Una investigación financiada por el Instituto Nacional del Envejecimiento descubrió que unas modestas intervenciones dietéticas y farmacológicas pueden hacer que los animales vivan un 25% más”, explica Johnson. “La pregunta es: ¿sigue intacto su cerebro durante este periodo de vida prolongado? ¿Podrán seguir haciendo crucigramas? ¿Serán capaces de hacer sudokus aunque vivan un 25% más? Y ahora tenemos la capacidad de analizarlo. Y al hacerlo, podemos trasladarlo directamente a la condición humana”.

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Científicos de las universidades de Duke, Tennessee, Pennsylvania, Pittsburgh e Indiana lograron aumentar la resolución de unas imágenes por resonancia magnética (MRI por sus siglas), hasta 64 millones de veces más nítidas que lo usual. Ellos utilizaron la técnica para capturar imágenes de alta definición del cerebro de un ratón. Estas se incluyeron en una investigación publicada en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

La tecnología, explica el Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería (NIBIB) de Estados Unidos, se utiliza para obtener imágenes de las partes no óseas o de los tejidos blandos del cuerpo, lo que sirve, a su vez, para detectar enfermedades, su diagnóstico y monitoreo de tratamientos.

Aunque en el caso particular de esta investigación, los científicos enfocaron su técnica en ratones, indicaron por medio de un comunicado, que este avance “proporciona una nueva e importante forma de visualizar la conectividad de todo el cerebro con una resolución sin precedentes”. Las imágenes obtenidas en ratones permitirían “comprender mejor las afecciones humanas, como los cambios que experimenta el cerebro con la edad, la dieta o incluso con enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer”, agregaron en el comunicado. (También puede leer: Microbio descubierto en un volcán podría absorber muy rápido dióxido de carbono)

Las imágenes se lograron después de décadas de trabajo de un equipo liderado por el Dr. G. Allan Johnson, autor principal del nuevo artículo y profesor distinguido de radiología, física e ingeniería biomédica de la Universidad Charles E. Putman de Duke. Junto a un equipo rotatorio de estudiantes e investigadores del Centro de Microscopía In Vivo de la Universidad de Duke, Johnson había estado trabajando los últimos 40 años en mejorar las imágenes por resonancia magnética.

En palabras de Johnson, haber alcanzado esta resolución en las imágenes es “algo realmente habilitador. Podemos empezar a estudiar las enfermedades neurodegenerativas de una forma totalmente distinta”.

¿Cómo lograron mejorar la resolución de las imágenes? La tecnología MRI utiliza imanes poderosos que producen un campo magnético que obliga a los protones en el cuerpo a alinearse con este, explica el NIBIB. “Cuando se pulsa una corriente de radiofrecuencia a través de un paciente, los protones son estimulados y giran fuera de equilibrio, luchando contra la fuerza del campo magnético”, indica el instituto.

Al apagarse la frecuencia, los sensores de la máquina son capaces de detectar la energía liberada por los protones mientras se realinean con el campo magnético, así como el tiempo que tardan en hacerlo. Todos estos factores sirven para crear una imagen, que después analizan los médicos.

En el nuevo estudio, los investigadores utilizaron un imán aún más potente que los que se utilizan usualmente en las clínicas. También agregaron bobinas de gradiente, las que crean las imágenes, que son 100 veces más potentes que los modelos actuales, así como un ordenador de alta velocidad que es tan potente como unos 800 ordenadores portátiles trabajando para obtener una imagen, según el comunicado.(Le puede interesar: Esta sería la razón por la que nos salen canas con los años)

Con el tiempo, los investigadores esperan comprender mejor los modelos de ratón de enfermedades humanas, como la enfermedad de Huntington, el Alzheimer y otras, lo que debería también ayudarlos a entender cómo funcionan mecanismos similares en las personas.

“Una investigación financiada por el Instituto Nacional del Envejecimiento descubrió que unas modestas intervenciones dietéticas y farmacológicas pueden hacer que los animales vivan un 25% más”, explica Johnson. “La pregunta es: ¿sigue intacto su cerebro durante este periodo de vida prolongado? ¿Podrán seguir haciendo crucigramas? ¿Serán capaces de hacer sudokus aunque vivan un 25% más? Y ahora tenemos la capacidad de analizarlo. Y al hacerlo, podemos trasladarlo directamente a la condición humana”.

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