Fuente: Laboratorios de Jonas T. Kaplan y Sarah I. Gimbel, University of Southern California

Técnicas de imagen tradicional del cerebro usando MRI son muy buenas para visualizar las estructuras brutas del cerebro. Una imagen estructural cerebral con RM proporciona alto contraste de las fronteras entre materia gris y blanca y la información sobre el tamaño y la forma de las estructuras del cerebro. Sin embargo, estas imágenes no detalle la estructura y la integridad de las redes de la materia blanca en el cerebro, que consisten en paquetes de axones que interconectan las regiones locales y distantes del cerebro subyacente.

Difusión MRI utiliza secuencias del pulso que son sensibles a la difusión de las moléculas de agua. Midiendo la dirección de difusión, es posible hacer inferencias sobre la estructura de las redes de la materia blanca del cerebro. Las moléculas de agua dentro de un axón están limitadas en sus movimientos por la membrana celular; en lugar al azar en todas direcciones con igual probabilidad (movimiento isotrópico), son más propensos a moverse en ciertas direcciones, en paralelo con el axón (movimiento anisotrópico; Figura 1). Por lo tanto, las medidas de anisotropía de difusión se cree que reflejan propiedades de la materia blanca como densidad de la fibra, grosor del axón y grado de mielinización. Una medida común es la anisotropía fraccional (FA). FA valores van desde 0, que representa movimiento totalmente isotrópico, a 1, lo que refleja la máxima anisotropía.

Figura 1: anisotropía de difusión. Cuando la dirección de difusión es al azar y sin restricciones, movimiento se mide en todas las direcciones igualmente. Esto es isotrópico difusión (A). Cuando las moléculas de agua están contenidas en el axón de una neurona, es difusión anisotrópica, tendientes a ocurrir más con frecuencia a lo largo de la dirección del axon (B). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

En este experimento utilizaremos el tensor de difusión (DTI) para medir la integridad de la materia blanca en lesión de cerebro traumática (TBI). TCE se produce cuando una fuerza externa lesiones del cerebro, como un golpe en la cabeza o un movimiento brusco como la clase que puede ocurrir en un accidente de coche. Este tipo de lesión de cerebro de las fuerzas mecánicas se asocia con lesiones-daño axonal difuso a sustancia blanca a través del cerebro. Porque es una lesión que afecta a la integridad de la materia blanca, neuroimágenes estándar no pueden revelar el daño. Sin embargo, las medidas de difusión son especialmente sensibles a estos cambios anatómicos. Tras un estudio por Kraus et al. ¹, se compara un grupo de controles sanos a un grupo de personas con TBI y proyección de imagen de difusión de uso para medir el efecto de la LCT en materia blanca cerebral. Además, ponemos a prueba la relación entre la integridad de la materia blanca y la función cognitiva mediante una tarea de atención. ² este estudio utiliza una zona de enfoque de interés (ROI) en tres tractos de materia blanca: el splenium del cuerpo calloso, el radiata de la corona anterior y el fascículo longitudinal superior (figura 2).

Figura 2: regiones de interés. Los tres Reyes, definidos del atlas ICBM DTI-81, se muestran aquí en rodajas horizontales a través del cerebro. En verde es el splenium del callosum de la recopilación. El splenium es la parte más posterior del cuerpo calloso. En azul es el anterior de corona radiata. El fascículo longitudinal superior se muestra en rojo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.