Avertissement : Cette page est une traduction automatique de cette page à l'origine en anglais. Veuillez noter puisque les traductions sont générées par des machines, pas tous les traduction sera parfaite. Ce site Web et ses pages Web sont destinés à être lus en anglais. Toute traduction de ce site et de ses pages Web peut être imprécis et inexacte, en tout ou en partie. Cette traduction est fournie dans une pratique.

La technique IRM neuve saisit l'image de penser de cerveau

Une équipe de recherche internationale avec le support partiel de l'institut national de la représentation biomédicale et de la bio-ingénierie (NIBIB) a développé une technique IRM neuve qui peut saisir une image d'un cerveau pensant en mesurant des changements de dureté de tissu. Les résultats prouvent que la fonction cérébrale peut être suivie sur une échelle de temps de 100 millisecondes - 60 méthodes que précédentes de périodes plus rapidement. La technique a pu jeter la lumière neuve sur l'activité neuronale modifiée dans les encéphalopathies.

L'esprit humain répond presque immédiatement aux stimulus, mais les techniques d'imagerie non envahissantes n'ont pas pu suivre le cerveau. Actuel, plusieurs méthodes non envahissantes d'imagerie cérébrale mesurent la fonction cérébrale, mais elles toutes ont des limitations. Le plus couramment, les cliniciens et les chercheurs emploient l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (fMRI) pour mesurer l'activité cérébrale par l'intermédiaire des variations dans des niveaux de l'oxygène de sang. Cependant, beaucoup d'information indispensable d'activité cérébrale est détruite utilisant le fMRI parce que les niveaux de l'oxygène de sang prennent environ six secondes pour répondre à un stimulus.

Depuis mi-1990 s, chercheurs ont pu produire des plans de dureté de tissu utilisant un balayeur d'IRM, avec un elastography de résonance magnétique appelé de technique non envahissante (MRE). La dureté de tissu ne peut pas être mesurée directement, tellement au lieu l'utilisation MRE de chercheurs de mesurer la vitesse à laquelle les vibrations mécaniques se déplacent par le tissu. Les vibrations déménagent plus rapidement par des tissus plus raides, alors que les vibrations se déplacent par un tissu plus mou plus lentement ; pour cette raison, la dureté de tissu peut être déterminée. MRE est le plus utilisé généralement pour trouver durcir du tissu de foie mais plus récent a été appliqué à d'autres tissus comme le cerveau.

Cette étude a le potentiel de révolutionner les encéphalopathies d'étude de scientifiques de voie. Développer une technique IRM neuve se fonde fortement sur la physique et les principes de concevoir, qui sont des endroits dans lesquels les chercheurs de NIBIB excellent. Il aurait été difficile de réaliser les résultats sans collaboration de cette équipe des experts. »

Krishna Kandarpa, M.D., Ph.D., directeur de la science de recherches et des sens stratégiques, NIBIB

Sam Patz, Ph.D., un professeur de la radiologie à la Faculté de Médecine de Harvard et à un physicien au service de radiologie de Brigham et d'hôpital des femmes, expliqué que son régime initial était d'employer MRE en combination avec une autre méthode d'IRM pour étudier le tissu de cicatrice dans le poumon. « Je n'ai pas eu l'expérience avec MRE, ainsi je me suis tourné vers mon collègue qui est un pionnier dans MRE, M. Ralph Sinkus, » a dit Patz.

Sinkus, un professeur de génie biomédical chez College Londres du Roi et l'auteur Co-correspondant de la Science avance la publication, aidée Patz pour installer la représentation de poumon de MRE expérimente dans son laboratoire de Boston. Pendant que l'équipe travaillait à lancer les expériences de poumon, elles ont fonctionné dans de nombreuses complications et décidé lui il était plus facile commencer par le cerveau de souris. En raison de leurs résultats passionnants, l'équipe prolongée pour étudier le cerveau de souris.

Patz et Sinkus étaient exaltés avec les premières images de MRE du cerveau de souris - ils étaient d'excellente qualité. « Nous avons observé que l'aire supratemporale, qu'une souris emploie pour entendre, était un peu plus raide que d'autres pièces du cortex. Nous avons recherché une réponse mais avons germé les mains vides, » Patz indiqué. « Nous avons présumé que peut-être l'aire supratemporale avait augmenté le flux sanguin dû au bruit du balayeur d'IRM. L'idée était que les capillaires d'aire supratemporale étaient sous à haute pression une fois stimulés ; assimilé à quand vous mettez en marche un tuyau d'arrosage, le boyau devient plus raide. »

Patz a continué avec des expériences pour confirmer l'hypothèse en bloquant un, ou les deux conduits auditifs d'une souris avec un gel pour mettre en sommeil le bruit du balayeur d'IRM. « Les résultats étaient spectaculaires, » Patz a hurlé. « Il était clair qu'enlever le stimulus ait eu comme conséquence un tissu plus mou, et que la variation de la dureté était réelle. »

Au commencement, cela a pris aux chercheurs environ 20 mn pour obtenir une échographie de MRE. L'équipe a été concernée que le long temps de stimulus mènerait à une réaction réduite après des expositions prolongées ou répétées, un phénomène nommé comme accoutumance.

Ensemble Patz et Sinkus ont fonctionné pour produire un protocole neuf d'IRM pour réduire le besoin de long temps de stimulus, pour éviter l'accoutumance. La méthode neuve commute entre "ON" et les déclarer de stimulus de "OFF" qui sont produits par une impulsion électrique fournie au membre de derrière d'une souris toutes les neuf secondes. Deux images du cerveau de souris sont produites qui correspondent à chaque condition de stimulus et sont soustraites pour montrer des changements de dureté de tissu. Neuf secondes accorde assez de temps pour le flux sanguin dans les régions du cerveau activées de répondre.

Au début, l'équipe a pensé que les changements de la dureté de tissu étaient dus aux changements de l'approvisionnement en sang, une autre manifestation de ce que le fMRI traditionnel trouve. Ainsi, ils ont décidé de commuter entre les deux conditions de stimulus beaucoup plus rapidement que le système de sang pourrait répondre. Remarquablement, les caractéristiques ont montré le même changement robuste de la dureté après un un-deuxième stimulus, et les chercheurs ont conclu les modifications qu'ils avaient observées chez les souris n'ont eu rien à faire avec du flux sanguin.

Après ce résultat, les collègues ont invité les chercheurs à essayer encore des vitesses plus rapides. Les résultats publiés montrent environ un changement de 10% de dureté même après que les conditions de stimulus ont été variées toutes les 100 millisecondes. Ces résultats sont les plus proches des chercheurs en temps réel d'imagerie cérébrale d'IRM ont réalisé jusqu'à présent.

Maintenant, le groupe passe pour réaliser une étude assimilée en esprits humains sains pour déterminer un protocole robuste. Les résultats de préliminaire des esprits humains montrent l'altération dans la dureté de tissu en quelques périodes plus courtes que 24 millisecondes.

Une fois que la technologie a été traduite à l'usage humain, les paires pourront vérifier des encéphalopathies. La technique a pu fournir des voies neuves de diagnostiquer et de comprendre la variation d'activité cérébrale des maladies, telles qu'Alzheimer, la démence, l'épilepsie, ou la sclérose en plaques.

Supplémentaire, la technologie peut également être appliquée aux malades du cancer avec de grandes tumeurs cérébrales. Parfois une grande masse de tumeur bloquera le flux sanguin que le fMRI traditionnel trouve, ainsi il n'est pas possible d'obtenir une bonne image. Puisque les méthodes neuves ne sont pas pensées pour se fonder sur le flux sanguin, elles peuvent pouvoir atteindre de meilleures images dans ces patients et aider à aviser des stratégies de demande de règlement.