Los científicos crean reconstrucciones 3D altamente detalladas del cerebro humano

Ejemplos de información derivada del conjunto de datos del espécimen no. 15-2017. (A) Mapas corticales del conjunto de datos: blockface (izquierda), R2* cuantitativo (centro) e inmunohistoquímica de parvalbúmina (derecha), muestreados en la superficie cortical media en vistas completamente plegadas (superior) o infladas (inferior); (B) vasos sanguíneos reconstruidos extraídos de las tinciones corregistradas; (C) parcelaciones corticales y subcorticales automatizadas; (D) diferentes tinciones delinean diferentes límites de núcleos talámicos. Crédito: Avances científicos (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abj7892

Un mapa exhaustivo del cerebro humano ha sido un objetivo buscado durante mucho tiempo por los neuroanatomistas. Las técnicas de imagen no invasivas, como la imagen por resonancia magnética (IRM), permiten a los científicos investigar el cerebro humano vivo y sano, pero solo proporcionan detalles anatómicos limitados. Se puede obtener un mayor nivel de detalle mediante el uso de microscopía en cerebros de donantes fallecidos, generalmente centrándose en estructuras cerebrales pequeñas con imágenes en 2D. Ahora, un equipo dirigido por científicos de la UvA ha combinado resonancia magnética y microscopía para producir imágenes en 3D de dos cerebros completos con un nivel de detalle sin precedentes. Sus hallazgos han sido publicados en la revista Science Advances.

El equipo de UvA trabajó durante más de cinco años, junto con investigadores del Instituto Max Planck en Leipzig, para construir un puente entre la resonancia magnética de campo ultraalto y los enfoques de microscopía para crear imágenes del cerebro. Dos cerebros humanos donados a la ciencia se colocaron en el escáner de resonancia magnética durante 21 horas y luego se examinaron bajo el microscopio. Luego, las resonancias magnéticas se combinaron con los portaobjetos de microscopía, lo que dio como resultado imágenes de los cerebros que permiten la exploración con un nivel de detalle de 200 mm (0,2 mm).

Disecciones cerebrales virtuales

Miembro del equipo Anneke Alkemade: «Estamos entusiasmados con todas las posibilidades que esto puede abrir para el campo. Los instructores, por ejemplo, pueden usar los conjuntos de datos para capacitaciones en neuroanatomía o disecciones virtuales. Y poder comparar los resultados de la resonancia magnética con proteínas individuales visualizadas mediante microscopía brindará investigadores más información sobre las observaciones de resonancia magnética mal entendidas, además de brindar más detalles anatómicos sobre estructuras cerebrales pequeñas».

Los investigadores utilizaron un sistema de resonancia magnética de 7 teslas de campo ultra alto, que tiene un imán más poderoso que Sistemas de resonancia magnética utilizados habitualmente en hospitales. Los investigadores programaron el software de MRI específicamente para estos estudios para adaptarse a las diferencias entre el tejido vivo y el preservado. Durante el corte del tejido, cada sección fue fotografiada individualmente, de modo que pudiera utilizarse posteriormente para corregir digitalmente la deformación del tejido en secciones de microscopía. Las secciones individuales del cerebro se colocaron en portaobjetos de vidrio especialmente ordenados y se procesaron con equipos de laboratorio hechos a medida.

Crédito: Universidad de Amsterdam

Después de la digitalización de los portaobjetos de microscopía individuales, los investigadores crearon nuevos algoritmos para corregir la deformación del tejido resultante del corte y procesamiento microscópico. Después de semanas de cálculos ininterrumpidos, los investigadores finalmente pudieron crear reconstrucciones completas de dos cerebros individuales.

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Echar un vistazo al interior de ‘mini-cerebros’ podría mejorar la comprensión del cerebro humano Más información: Anneke Alkemade et al, Un mapa 3D unificado de arquitectura microscópica y resonancia magnética del ser humano cerebro, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abj7892 Información de la revista: Science Advances

Proporcionado por la Universidad de Ámsterdam Cita: Los científicos crean reconstrucciones en 3D muy detalladas del cerebro humano (2022, 28 de abril) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-04-scientists-highly-3d-reconstructions-human.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.