Corte coronal (vertical, vista anterior) passando pelo meio do cérebro profundo. Combina em 1 mm de espessura: em segundo plano, um mapa de orientação das fibras nervosas com codificação de cores (azul: vertical; vermelho: direita-esquerda/esquerda-direita; verde: ântero-posterior/póstero-anterior), uma representação de estruturas profundas (contornos pretos e superfícies coloridas), traçados de feixes de fibras nervosas obtidos por imagem de difusão (finos traços brancos) revelando a complexidade do conectoma.
© J.J. Lemaire/Institut Pascal
O conhecimento das estruturas profundas do cérebro é essencial para compreender seu funcionamento e patologias, mas também para identificar novos alvos terapêuticos e desenvolver tratamentos por estimulação cerebral para doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson. Essa arquitetura ainda é pouco conhecida, principalmente devido à complexidade de sua organização 3D e à terminologia utilizada para descrever as estruturas, frequentemente incompleta e imprecisa.
Em uma abordagem transdisciplinar, uma equipe liderada pelo Institut Pascal (IP, CNRS/Université Clermont-Auvergne), reunindo neurocirurgiões e especialistas em imagem e ciências digitais, realizou um mapeamento avançado do cérebro profundo humano. Este novo atlas do cérebro profundo está disponível para pesquisadores de todas as disciplinas (neurociências, biologia, informática, clínica...).
Para mapear com precisão as estruturas do cérebro profundo e suas interconexões, em escala inferior a um milímetro, a equipe realizou a aquisição de um conjunto de imagens por ressonância magnética, com um voluntário saudável. Vários modos de aquisição de imagens foram utilizados (ressonância magnética multimodal), para destacar estruturas finas (aumentando o contraste das imagens), bem como a arquitetura das conexões entre os diferentes núcleos celulares (observando a difusão das moléculas de água nos tecidos).
A integração dessas diferentes aquisições permitiu obter um atlas detalhado de 118 estruturas do cérebro profundo e suas conexões, acompanhado de uma terminologia completa (localização, orientação...) que permite aos futuros usuários utilizar praticamente a nova ferramenta de pesquisa.
Esses resultados puderam ser validados por comparação com um amplo conjunto de dados, incluindo imagens de cortes histológicos.
Desde a publicação do estudo, o atlas do cérebro profundo, disponível em open-source, foi baixado mais de mil vezes por pesquisadores de diversas disciplinas. A nova ferramenta ainda pode evoluir, aumentando a resolução do mapeamento para observar detalhes mais finos da arquitetura. Além disso, um ambiente de software será desenvolvido para facilitar seu uso por pesquisadores e clínicos.
Esta nova ferramenta está disponível para pesquisadores em neurociências, biologia, informática e clínica. Ela pode facilitar o desenvolvimento de tratamentos para doenças neurológicas.