in

Découvrez comment le cerveau vacille à chaque battement de cœur dans d’incroyables nouvelles vidéos

De nouvelles vidéos incroyablement détaillées capturent comment le cerveau se trémousse à l’intérieur du crâne alors que le sang et d’autres fluides circulent à travers l’organe squidgy.

Dans deux nouvelles études, publiées le 5 mai dans les revues Multiphysique cérébrale et Résonance magnétique en médecine, les scientifiques ont employé un cerveau– technique de balayage souvent utilisée pour capturer des images statiques en 2D d’organes afin de créer à la place des vidéos 3D du cerveau en mouvement en temps réel. Le tissu cérébral peut être vu pulser en réaction à du sang se précipitant à travers ses vaisseaux sanguins et son liquide céphalo-rachidien (LCR), un liquide clair qui transporte les nutriments et amortit le cerveau, circulant dans et autour des espaces creux de l’organe.

Les nouvelles vidéos « amplifient » ce mouvement dans le cerveau, exagérant le mouvement pour qu’il puisse être facilement analysé. Pour cette raison, la nouvelle technique est appelée « 3D amplifié imagerie par résonance magnétique, « ou aMRI 3D.

« Vraiment, c’est un très petit mouvement », typiquement entre environ 0,002 pouces et 0,015 pouces (50 à 400 micromètres) au maximum, en termes de déformation du tissu, a déclaré Mehmet Kurt, professeur adjoint au Département de génie mécanique de le Stevens Institute of Technology du New Jersey, professeur adjoint à la Icahn School of Medicine du Mount Sinai à New York et co-auteur des deux études.

Faire paraître les mouvements environ 25 fois plus grands a permis aux chercheurs d’évaluer ce mouvement plus en détail, en suivant sa direction et son amplitude avec précision.

En rapport: Des cerveaux de dinosaures au contrôle de la pensée – 10 découvertes fascinantes sur le cerveau

La nouvelle technique de numérisation pourrait un jour s’avérer utile dans le diagnostic et le traitement des conditions médicales dans lesquelles les fluides sont bloqués de circuler dans le cerveau. Une de ces conditions est l’hydrocéphalie, dans laquelle un excès de liquide s’accumule dans les cavités du cerveau, a déclaré Samantha Holdsworth, maître de conférences à l’Université d’Auckland en Nouvelle-Zélande, directrice de recherche à Mātai, un centre de recherche néo-zélandais spécialisé dans le domaine médical. imagerie, et co-auteur des deux études.

«Nous avons beaucoup de travail à faire pour vraiment prouver son application clinique… mais c’est la nature de toute nouvelle technologie», a-t-elle déclaré. « Nous sommes juste au début de ce qui peut être réalisé. »

Capturer le cerveau en mouvement

Pour créer la nouvelle technique de numérisation, l’équipe a commencé avec l’IRM de base, qui utilise des aimants puissants pour appliquer un champ magnétique au corps. En réponse, le hydrogène noyaux dans les molécules d’eau dans le corps tous s’alignent sur ce champ magnétique.

Le scanner libère alors un fréquence radio courant qui stimule les noyaux d’hydrogène, les amenant à se désaligner. Lorsque ce courant radiofréquence s’éteint, tous les noyaux se remettent en place, mais ils le font à des vitesses différentes en fonction du type de tissu qui les entoure. Chaque noyau émet un signal radio lorsqu’il revient en alignement, et la machine capte ce signal et l’utilise pour créer une image.

En appliquant plusieurs champs magnétiques au corps, l’IRM peut également être utilisée pour créer des images 3D, qui peuvent être visualisées sous plusieurs angles, 45Secondes.fr précédemment rapporté.

En 2016, Holdsworth et ses collègues se sont appuyés sur cette technologie IRM de base pour créer une IRM. Essentiellement, la méthode consiste à assembler une série d’images IRM capturées à des moments consécutifs pour créer un court métrage, tout en amplifiant les mouvements subtils capturés dans chaque image, a écrit l’équipe dans un rapport de 2016 dans Résonance magnétique en médecine.

Cependant, au début, l’IRM ne pouvait être utilisée que pour suivre le mouvement dans un seul plan – par exemple, vu de côté ou du haut du cerveau, mais pas sous plusieurs angles à la fois, a déclaré Holdsworth. Maintenant, ils ont étendu la technique pour capturer trois dimensions simultanément.

« Une version 2D de ceci était incomplète, d’un point de vue biomécanique; c’était une expression incomplète de ce qui se passait », a déclaré Kurt. « Il pourrait être crucial d’un point de vue diagnostique » de pouvoir évaluer le mouvement sous tous les angles, a-t-il déclaré.

Plusieurs autres techniques d’IRM peuvent également être utilisées pour suivre le mouvement dans le cerveau – à savoir, l’encodage de déplacement avec des échos stimulés (DENSE) et l’IRM à contraste de phase, a déclaré Holdsworth. Cependant, « l’avantage de l’IRM amplifiée est que vous pouvez voir le mouvement par rapport à l’anatomie sous-jacente, qui est cette anatomie vraiment exquise », a-t-elle déclaré. Alors que les autres méthodes capturent une image un peu plus floue du cerveau avec une résolution temporelle plus faible, l’IRM 3D peut produire des images en temps réel du cerveau à une résolution spatiale impressionnante de 0,00007 pouces cubes (1,2 millimètre cube).

Les chercheurs utilisent maintenant leur technique pour étudier la malformation de Chiari I (CM-I), une condition dans laquelle une partie du cerveau pousse à travers le trou à la base du crâne où passe la moelle épinière. En collaboration avec Mount Sinai, Kurt étudie également l’hydrocéphalie chez les nouveau-nés, en scannant leur cerveau avant et après une chirurgie corrective. De plus, il utilise une version modifiée de la méthode de numérisation, appelé aFlow, pour étudier les anévrismes, où la paroi d’une artère s’affaiblit et se gonfle. La surveillance des changements distincts dans le flux sanguin peut aider les médecins à prédire quand un anévrisme pourrait se rompre, a déclaré Kurt.

En Nouvelle-Zélande, Holdsworth scanne le cerveau de patients atteints de commotions cérébrales, pour voir si des schémas communs apparaissent dans la façon dont les fluides circulent dans leur cerveau après des blessures. Son groupe envisage également d’étudier si l’IRM pourrait être utilisée pour mesurer indirectement la pression dans le cerveau, car actuellement, la mesure directe nécessite de percer un petit trou dans le crâne, a déclaré Holdsworth.

La pression dans le cerveau peut augmenter pour de nombreuses raisons, y compris les blessures traumatiques, les tumeurs, les infections et les anévrismes; et chez les personnes atteintes d’une maladie appelée hypertension intracrânienne idiopathique, la cause exacte de l’augmentation de la pression est inconnue, mais elle peut déclencher des symptômes similaires à ceux d’une tumeur cérébrale, selon Cedars-Sinai.

« Il y a tellement de questions auxquelles répondre, » dit Kurt. « Les opportunités sont vraiment infinies. »

Publié à l’origine sur 45Secondes.fr.

45secondes est un nouveau média, n’hésitez pas à partager notre article sur les réseaux sociaux afin de nous donner un solide coup de pouce. 🙂