Una técnica de escaneo cerebral llamada 3D aMRI produce imágenes en 3D del cerebro humano en vivo, y late igual que un corazón.

Se puede ver el pulso en el tejido cerebral reaccionando a la sangre que fluye a través de sus vasos sanguíneos y el líquido cefalorraquídeo (LCR), un líquido transparente que transporta nutrientes y amortigua el cerebro, fluyendo dentro y alrededor de los espacios huecos del órgano.

(Crédito de la imagen: Cortesía del Instituto de Tecnología Stevens)

Las nuevas  imágenes, muestran cómo el cerebro se sacude dentro del cráneo mientras la sangre y otros fluidos se distribuyen célula a célula, alimentándolo. El flujo sanguíneo es distinto en una áreas u otras según la actividad que estemos realizando.

 

En dos nuevos estudios, publicados el 5 de mayo en las revistas Brain Multiphysics y Magnetic Resonance in Medicine , los científicos emplearon una técnica de escaneo cerebral que a menudo se usa para capturar imágenes estáticas en 2D de órganos para crear videos en 3D del cerebro, lo que  nos permite verle moviéndose en tiempo real.

Los nuevos videos «amplifican» este movimiento en el cerebro, exagerando el movimiento para que pueda analizarse fácilmente. Por esta razón, la nueva técnica se denomina » imagen por resonancia magnética amplificada en 3D » o aMRI 3D.

«Realmente, es un movimiento muy pequeño», típicamente entre aproximadamente 0.002 pulgadas y 0.015 pulgadas (50 a 400 micrómetros) como máximo, en términos de cuánto se deforma el tejido, dijo Mehmet Kurt, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica de el Instituto de Tecnología Stevens en Nueva Jersey, profesor adjunto de la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai en Nueva York y coautor de ambos estudios.

Hacer que los movimientos parecieran aproximadamente 25 veces más grandes permitió a los investigadores evaluar ese movimiento con mayor detalle, rastreando su dirección y amplitud con precisión.

La nueva técnica de escaneo podría algún día resultar útil en el diagnóstico y tratamiento de afecciones médicas en las que se bloquea el flujo de líquidos a través del cerebro. Una de esas afecciones es la hidrocefalia, en la que se acumula un exceso de líquido en las cavidades del cerebro, dijo Samantha Holdsworth, profesora titular de la Universidad de Auckland en Nueva Zelanda, directora de investigación de Mātai, un centro de investigación de Nueva Zelanda con un enfoque en medicina. imagenología y coautor de ambos estudios.

«Tenemos mucho trabajo por hacer para probar realmente su aplicación clínica … pero esa es la naturaleza de toda nueva tecnología», dijo. «Estamos en el comienzo de lo que se puede lograr».

Capturando el cerebro en movimiento

Para crear la nueva técnica de escaneo, el equipo comenzó con una resonancia magnética básica, que utiliza imanes fuertes para aplicar un campo magnético al cuerpo. En respuesta, los núcleos de hidrógeno dentro de las moléculas de agua en el cuerpo se alinean con este campo magnético.

Luego, el escáner libera una corriente de radiofrecuencia que estimula los núcleos de hidrógeno, provocando que se desalineen.

Cuando esa corriente de radiofrecuencia se apaga, todos los núcleos vuelven a su posición, pero lo hacen a diferentes velocidades según el tipo de tejido que los rodea. Cada núcleo emite una señal de radio cuando vuelve a alinearse, y la máquina recoge esta señal y la usa para crear una imagen.

Al aplicar múltiples campos magnéticos al cuerpo, la resonancia magnética también se puede usar para crear imágenes en 3D, que se pueden ver desde múltiples ángulos

En 2016, Holdsworth y sus colegas se basaron en esta tecnología base de resonancia magnética para crear una resonancia magnética.

 

En esencia, el método implica unir una serie de imágenes de resonancia magnética capturadas en puntos consecutivos en el tiempo para crear una película corta, escribe el equipo en un informe en Magnetic Resonance in Medicine .

Sin embargo, al principio, aMRI solo se podía usar para rastrear el movimiento dentro de un solo plano, por ejemplo, visto desde el costado o la parte superior del cerebro, pero no desde varios ángulos a la vez, dijo Holdsworth. Ahora, han ampliado la técnica para capturar tres dimensiones simultáneamente.

Los investigadores ahora están usando su técnica para estudiar la malformación de Chiari I (CM-I), una condición en la que parte del cerebro empuja hacia abajo a través del orificio en la base del cráneo por donde pasa la médula espinal.

En colaboración con Mount Sinai, Kurt también está estudiando la hidrocefalia en bebés recién nacidos, escaneando sus cerebros antes y después de la cirugía correctiva.

Además, está utilizando una versión modificada del método de exploración, llamado aFlow , para estudiar los aneurismas, donde la pared de una arteria se debilita y sobresale. El seguimiento de los distintos cambios en el flujo sanguíneo puede ayudar a los médicos a predecir cuándo podría romperse un aneurisma

En Nueva Zelanda, Holdsworth está escaneando los cerebros de pacientes con conmociones cerebrales , para ver si surgen patrones comunes en cómo fluye el líquido a través de sus cerebros después de las lesiones. Su grupo también planea estudiar si una resonancia magnética podría usarse para medir indirectamente la presión en el cerebro, porque actualmente, la medición directa requiere perforar un pequeño agujero en el cráneo, dijo Holdsworth.

La presión en el cerebro puede aumentar por muchas razones, incluidas lesiones traumáticas, tumores, infecciones y aneurismas; y en personas con una afección llamada hipertensión intracraneal idiopática, se desconoce la causa exacta de la acumulación de presión, pero puede desencadenar síntomas similares a los de un tumor cerebral, según Cedars-Sinai .

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