Corte coronal (vertical, vista anterior) que atraviesa la mitad del cerebro profundo. Combina en 1 mm de espesor: en el fondo, un mapa de orientación de las fibras nerviosas con codificación de color (azul: vertical; rojo: derecha-izquierda/izquierda-derecha; verde: anteroposterior/posteroanterior), una representación de estructuras profundas (contornos negros y superficies coloreadas), trazos de haces de fibras nerviosas obtenidos mediante imágenes de difusión (finas lÃneas blancas) que revelan la complejidad del conectoma.
© J.J. Lemaire/Institut Pascal
El conocimiento de las estructuras profundas del cerebro es esencial para comprender su funcionamiento y sus patologÃas, pero también para identificar nuevas dianas terapéuticas y desarrollar tratamientos mediante estimulación cerebral para enfermedades neurodegenerativas, como el Parkinson. Esta arquitectura sigue siendo poco conocida, en parte debido a la complejidad de su organización tridimensional y a la terminologÃa utilizada para describir las estructuras, a menudo incompleta e imprecisa.
En un enfoque transdisciplinario, un equipo liderado por el Institut Pascal (IP, CNRS/Universidad Clermont-Auvergne), que incluye neurocirujanos y especialistas en imágenes y ciencias digitales, ha realizado un mapeo avanzado del cerebro profundo humano. Este nuevo atlas del cerebro profundo está disponible para investigadores de todas las disciplinas (neurociencias, biologÃa, informática, clÃnica...).
Para mapear con precisión las estructuras del cerebro profundo y sus interconexiones, a una escala inferior al milÃmetro, el equipo realizó la adquisición de un conjunto de imágenes por resonancia magnética (IRM) con un sujeto sano voluntario. Se utilizaron varios modos de adquisición de imágenes (IRM multimodal) para resaltar estructuras finas (aumentando el contraste de las imágenes) y la arquitectura de las conexiones entre los diferentes núcleos celulares (observando la difusión de moléculas de agua en los tejidos).
La integración de estas diferentes adquisiciones permitió obtener un atlas detallado de 118 estructuras del cerebro profundo y sus conexiones, acompañado de una terminologÃa completa (ubicación, orientación...) que permite a los futuros usuarios utilizar prácticamente la nueva herramienta de investigación.
Estos resultados pudieron validarse mediante comparación con un amplio conjunto de datos, incluyendo imágenes de cortes histológicos.
Desde la publicación del estudio, el atlas del cerebro profundo, disponible en código abierto, ha sido descargado más de mil veces por investigadores de diversas disciplinas. La nueva herramienta aún puede mejorar, aumentando la resolución del mapeo para observar detalles más finos de la arquitectura. Además, se desarrollará un entorno de software para facilitar su uso por parte de investigadores y clÃnicos.
Esta nueva herramienta está disponible para investigadores en neurociencias, biologÃa, informática y clÃnica. PodrÃa facilitar el desarrollo de tratamientos para enfermedades neurológicas.