O hartă completă a creierului uman reprezintă un obiectiv mult dorit de neuroanatomişti. O echipă condusă de oameni de ştiinţă de la universitatea din Amsterdam a reuşit să scaneze complet două creiere umane de la donatori şi să obţină imagini 3D cu un nivel de detaliu neatins până acum.
Tehnicile imagistice neinvazive cum este imagistica prin rezonanţă magnetică (RMN) permit oamenilor de ştiinţă să investigheze creierul uman sănătos, dar oferă doar detalii anatomice limitate.
Un nivel mai ridicat de detaliu poate fi obţinut prin microscopierea creierelor de la donatorii decedaţi, dar şi aceste informaţii 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 şi de microscopie.
Două creiere umane donate ştiinţei au fost plasate în scanerul RMN timp de 21 de ore, şi apoi examinate la microscop.
Imaginile RMN au fost apoi combinate cu lamele microscopice, ducând la obţinerea unor imagini ale creierului care permit explorarea la un nivel de detaliu de 200 mm (0,2 mm).
Disecţii virtuale ale creierului
„Suntem încântaţi de toate posibilităţile pe care această realizare le deschide pentru cercetările în domeniu. Instructorii, de exemplu, pot utiliza seturile de date pentru cursuri de neuroanatomie sau disecţii 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 informaţii despre observaţiile RMN insuficient înţelese, şi 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 obişnuit în spitale. Software-ul RMN a fost programat special de cercetători pentru a se potrivi diferenţelor dintre ţesutul viu şi cel conservat.
În timpul secţionării ţesutului, fiecare secţiune a fost fotografiată individual, astfel încât să poată fi utilizată mai târziu pentru a corecta digital deformarea ţesuturilor din secţiunile folosite în microscopie.
Secţiunile individuale ale creierului au fost plasate pe dispozitive de sticlă special comandate şi prelucrate cu echipamente de laborator personalizate.
După digitalizarea individuală a lamelor de microscopie, cercetătorii au creat noi algoritmi pentru a corecta deformarea ţesutului rezultat prin secţionarea şi prelucrarea probelor.
După săptămâni de calcule neîntrerupte, cercetătorii au reuşit în cele din urmă să creeze reconstrucţiile individuale complete ale celor două creiere.
Concluziile lor au fost publicate în revista Science Advances.