Coloreando los caminos del cerebro

Conocer cómo se comunica el cerebro es fundamental para entender su funcionamiento. Durante mucho tiempo la única forma de conocer estos patrones de conexión sólo podía hacerse en estudios postmorte y no de forma generalizadas, sino por regiones. Las técnicas de neuroimagen han supuesto una nueva aproximación para estudiar el recorrido de las fibras de sustancia blanca en sujetos vivos y de forma global.

En esta línea trabaja el Human Connectome Project, un proyecto iniciado en 2009 en el que participan diversas instituciones con la intención de mapear el entramado de conexiones neuronales del cerebro humano.

Para ello utilizar un tipo de técnica de neuroimagen llamada tensor de difusión que permite estudiar la dirección en la que las moléculas de agua se difunden en el tejido cerebral, teniendo en cuenta que los patrones de difusión son diferentes en sustancia blanca y gris.

El tratamiento de las imágenes obtenidas por el tensor permiten asignar un color a las fibras en función de la dirección de la difusión: azul para las fibras de proyección vertical (ascendentes-descendentes), rojo para las fibras de proyección horizontal como el cuerpo calloso y verde para las de proyección antero-posterior.

Todo ello permite conocer el recorrido de las fibras nerviosas y estudiar las conexiones entre áreas cerebrales, pese a que el tensor no permite discriminar la dirección de la difusión, con lo que no puede saberse con exactitud si se trata de fibras aferentes o eferentes.

Captura de pantalla obtenida de la galería de imágenes de www.humanconnectomeproject.org, imagen perteneciente al Laboratory of Neuro Imaging at UCLA and Martinos Center for Biomedical Imaging at MGH, Consortium of the Human Connectome Project.

El equipo investigador está organizado en dos consorcios, el primero está formado por la Universidad de Harvard, el Massachussets General Hospital y la UCLA y se encarga fundamentalmente de optimizar la técnica y el análisis de las imágenes. El segundo está integrado por las universidades de Washington y Minessota, y han sido los encargados de mapear el cerebro de los voluntarios que participaron en el estudio.

Se contó con la colaboración de parejas de gemelos y sus hermanos, sumando en total 1200 sujetos, pertenecientes a 300 familias, todos ellos adultos y sanos. Los datos obtenidos con las técnicas de neuroimagen se correlacionaron con datos obtenidos de pruebas conductuales y análisis genéticos, con la finalidad de dilucidar si existe relación entre el ambiente de crianza y el cableado neural.

El proyecto pone a disposición del público y la comunidad científica los resultados obtenidos, tanto en forma de comunicaciones científicas como imágenes, vídeos e incluso permitiendo a los investigadores acceder a los datos para que pueden analizarlos.  Además ha creado un mapa dinámico de las conexiones neurales que resulta especialmente interesante (Relationship Viewer).

  

Capturas de pantalla obtenida de la  la aplicación Relationship Wiewer de la web del proyecto  www.humanconnectomeproject.org, imagen perteneciente al Laboratory of Neuro Imaging at UCLA and Martinos Center for Biomedical Imaging at MGH, Consortium of the Human Connectome Project.

El proyecto representa un paso más en el conocimiento de la estructura y funcionamiento del cerebro, especialmente interesante cuando sea aplicado al estudio de enfermedades mentales o degenerativas como la esquizofrenia o el Alzheimer.

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Fuentes
– La información se ha obtenido de la web del proyecto, así como las capturas de pantalla de las imágenes, http://www.humanconnectomeproject.org/
– Marti Cuesta L et al.  Tensor de difusión: introducción anatómico-técnica sencilla para principiantes. SERAM – 2006.

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e-ciencia
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