Os investigadores que esperam compreender melhor o desenvolvimento do cérebro infantil por muito tempo stymied por um obstáculo formidável: os bebês apenas não querem sentar-se ainda para varreduras do cérebro. “Houve alguns estudos que obtiveram varreduras do cérebro dos infantes quando napping ou sedated, mas o que nós gostaríamos realmente de fazer é fazer a varredura de seus cérebros quando se estão sentando no regaço de um pai, vendo coisas novas, palavras novas da audição e a interação com o ambiente,” diz Joseph Culver, Ph.D., professor adjunto da radiologia na Faculdade de Medicina da universidade de Washington em St Louis.
Em um papel publicou pelas continuações da Academia Nacional das Ciências, Culver e seus colegas relatam que melhorou uma técnica de imagem latente recentemente desenvolvida do cérebro ao ponto onde permitirá tais varreduras. Além do que a ajuda da investigação básica, a tecnologia, conhecida como o tomography ótico difuso do alto densidade (DOT), deve ajudar os clínicos que tratam ferimento de cérebro infantil tornando o possível monitorar a função do cérebro em incubadoras dos infantes. |
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Usar-se faz a varredura para determinar que partes do cérebro se tornam ativas durante uma tarefa mental, uma aproximação conhecida como a imagem latente de cérebro funcional, foi a fonte de muitas das introspecções recentes as mais importantes da neurociência em como os trabalhos de cérebro humano. Mas até aqui, foi muito difícil aplicar esta aproximação aos infantes. Uma tal técnica de imagem latente do cérebro, imagem latente de ressonância magnética funcional (fMRI), introduz voluntários em uma passagem firmemente confinada através de um ímã enorme, ruidoso, um ambiente em que mesmo os adultos encontrem a debilitação e difíceis se sentar ainda. Similarmente, as varreduras do tomography (CT) computado envolvem o grande, equipamento alto, e igualmente expor pacientes e os voluntários aos níveis de exposição da radiação consideraram geralmente inaceitável para estudos da pesquisa dos infantes.
O varredor do PONTO, ao contrário, usa a luz inofensiva da região near-infrared do espetro e é uma unidade muito menor e mais quieta. “É sobre o tamanho de um refrigerador pequeno, e não faz nenhum ruído,” Culver diz. A imagem latente de cérebro ótica difusa foi desenvolvida original nos anos 90 por grupos de investigação nos Estados Unidos, na Europa e no Japão. Para fazer a varredura de um paciente ou de um voluntário com PONTO high-density, os cientistas unem um tampão flexível que cubra o exterior da cabeça acima da região do cérebro de interesse. Dentro do tampão são os cabos, alguns de que luz do brilho na superfície da cabeça, e alguns da fibra óptica de que detetar que luz como difunde através do tecido.
“O fato de que a luz difundirá através do tecido pode parecer surprising no início, mas quase todos prendeu uma lanterna elétrica até sua mão e prestou atenção ao brilho claro através do outro lado,” notas de Culver. “A luz branca da lanterna elétrica torna-se reddened visivelmente, porque há uma janela na região infravermelha próxima do espetro onde o tecido humano absorve relativamente pouco da luz.”
Ao contrário dos raios X ou do ultra-som, passagens near-infrared da luz através do osso com relativamente pouco de atenuação. Os cientistas podem usar a luz de difusão para determinar a circulação sanguínea e o oxigenação em vasos sanguíneos do cérebro. Quando estas caraterísticas aumentam, os investigadores supor que a área do cérebro que são exploração está contribuindo a uma tarefa mental.
Os estudos os mais precedentes não usaram a imagem latente ótica difusa conjuntamente com o tomography, uma aproximação computarizada à análise de dados que reserva a profundidade que seciona e são aplicados mais geralmente ao raio X e a emissão de positrão faz a varredura. Adicionar o tomography tornou-se possível por causa da densidade maior de cabos da fibra óptica na unidade de exploração nova. Com 54 cabos da fibra óptica, o PONTO high-density tem quatro vezes a densidade de varredores precedentes. |
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Para mostrar que conseguiram a suficiente definição para a imagem latente de cérebro funcional, os cientistas usaram o PONTO high-density em voluntários humanos para lig a estimulação das partes do campo visual à ativação de áreas correspondentes no córtice visual do cérebro.
“Isto é chamado traço retinotopic do córtice visual, e é uma tarefa funcional clássica da imagem latente de cérebro que seja usada para estabelecer a validez de umas técnicas neuroimaging mais adiantadas como o fMRI e o ANIMAL DE ESTIMAÇÃO,” Culver diz. “Antes do desenvolvimento de nosso sistema high-density do PONTO, os mapas retinotopic detalhados como este não eram possíveis com imagem latente ótica não invasora.”
Além do que a possibilidade de varreduras infantis do cérebro, o PONTO high-density deve torná-la possível para que os neuroscientists façam a varredura dos adultos que acoplam nas tarefas complexas que são difíceis nos confins apertados de um varredor do fMRI, tais como o jogo de um jogo ou o contrato na conversação.
Culver está colaborando atualmente com os pediatras para adaptar a tecnologia para o uso em unidades de cuidados intensivos neonatal e pediatras. Os cientistas esperam usar a tecnologia para avaliar a eficácia das terapias para ferimento de cérebro nos infantes.
Igualmente estão trabalhando para encolher mais o tamanho da unidade, esperando desenvolver sistemas clínicos “com uma pegada similar a uma micrôonda.”
BW de Zeff, BR branco, Dehghani H, Schlaggar BL, Culver JP. Traço de Retinotopic do córtice visual humano adulto com tomography ótico difuso do alto densidade. Continuações do nacional das ciências, 15 de julho de 2007. O financiamento dos institutos nacionais da saúde, da universidade de Washington em St Louis e do instituto de Mallinckrodt da radiologia suportou esta pesquisa.
A Faculdade de Medicina da universidade de Washington a tempo integral e os médicos voluntários da faculdade igualmente são a equipe de funcionários médica de hospitais Barnes-Judaicos e de St Louis de crianças. A Faculdade de Medicina é um da investigação médica principal, ensino e as instituições do cuidado paciente na nação, classificaram atualmente quartas na nação pela notícia dos E.U. & pelo relatório do mundo. Com suas afiliações com os hospitais Barnes-Judaicos e de St Louis de crianças, a Faculdade de Medicina é lig aos cuidados médicos de BJC.
Fonte: Michael C. Purdy
Universidade de Washington em St Louis
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