O hartă completă a creierului uman reprezintă un obiectiv mult dorit de neuroanatomiști. O echipă condusă de oameni de știință de la universitatea din Amsterdam a reușit să scaneze complet două creiere umane de la donatori și să obțină imagini 3D cu un nivel de detaliu nemaireușit până acum.
Tehnicile imagistice neinvazive cum este imagistica prin rezonanță magnetică (RMN) permit oamenilor de știință să investigheze creierul uman sănătos, dar oferă doar detalii anatomice limitate.
Un nivel mai ridicat de detaliu poate fi obținut prin microscopierea creierelor de la donatorii decedați, dar și aceste informații oferă imagini reduse, în 2D, ale structurilor cerebrale.
Echipa de la UvA a lucrat timp de peste cinci ani alături de cercetători de la Institutul Max Planck din Leipzig, pentru a construi imagini ale creierului folosind tehnici RMN și de microscopie.
Două creiere umane donate științei au fost plasate în scanerul RMN timp de 21 de ore, și apoi examinate la microscop.
Imaginile RMN au fost apoi combinate cu lamele microscopice, ducând la obținerea unor imagini ale creierului care permit explorarea la un nivel de detaliu de 200 mm (0,2 mm).
Disecții virtuale ale creierului
„Suntem încântați de toate posibilitățile pe care această realizare le deschide pentru cercetările în domeniu. Instructorii, de exemplu, pot utiliza seturile de date pentru cursuri de neuroanatomie sau disecții virtuale“, a declarat Anneke Alkemade, membră a echipei.
“Iar posibilitatea de a compara rezultatele RMN cu proteinele individuale vizualizate cu ajutorul microscopiei va oferi cercetătorilor mai multe informații despre observațiile RMN insuficient înțelese, și mai multe detalii anatomice despre structurile cerebrale mici“, a completat cercetătoarea.
Cercetătorii au folosit un sistem RMN cu un câmp magnetic ultra ridicat, de 7 Tesla, care are un magnet mai puternic decât sistemele RMN utilizate în mod obișnuit în spitale. Software-ul RMN a fost programat special de cercetători pentru a se potrivi diferențelor dintre țesutul viu și cel conservat.
În timpul secționării țesutului, fiecare secțiune a fost fotografiată individual, astfel încât să poată fi utilizată mai târziu pentru a corecta digital deformarea țesuturilor din secțiunile folosite în microscopie.
Secțiunile individuale ale creierului au fost plasate pe dispozitive de sticlă special comandate și prelucrate cu echipamente de laborator personalizate.
După digitalizarea individuală a lamelor de microscopie, cercetătorii au creat noi algoritmi pentru a corecta deformarea țesutului rezultat prin secționarea și prelucrarea probelor.
După săptămâni de calcule neîntrerupte, cercetătorii au reușit în cele din urmă să creeze reconstrucțiile individuale complete ale celor două creiere.
Concluziile lor au fost publicate în revista Science Advances.
Articolul Oamenii de știință au creat o hartă 3D foarte detaliată a creierului uman apare prima dată în 360medical.ro.