Oamenii de știință au introdus „o fereastră” în craniul unui bărbat pentru a-i citi creierul cu ultrasunete

În premieră, oamenii de știință au folosit unde cu ultrasunete pentru a privi în interiorul creierului unei persoane. Activitatea cerebrală a bărbatului a fost înregistrată în timp ce acesta îndeplinea sarcini în afara unei unități medicale, inclusiv jucarea unui joc video.

Pentru a realiza această performanță, cercetătorii au implantat în craniul bărbatului un material care a permis undelor ultrasonice să treacă în creierul său.

După ce au intrat prin această fereastră „acustic transparentă”, aceste unde au ricoșat în limitele dintre țesuturi. O parte din undele care ricoșau se întorceau apoi la sonda cu ultrasunete, care era conectată la un scaner.

Datele au permis oamenilor de știință să construiască o imagine a ceea ce se întâmpla în creierul bărbatului, similar cu modul în care ecografiile pot vizualiza un făt în uter.

Echipa a monitorizat modificările volumului de sânge din creier de-a lungul timpului, concentrându-se în special pe regiunile cerebrale numite cortexul parietal posterior și cortexul motor. Ambele regiuni ajută la coordonarea mișcărilor.

Un material care a permis undelor ultrasonice să ajungă în creier

Evaluarea modificărilor volumului de sânge este o modalitate de a urmări indirect activitatea celulelor cerebrale. Aceasta deoarece, atunci când neuronii sunt mai activi, au nevoie de mai mult oxigen și nutrienți, care sunt livrați de vasele de sânge.

Noul studiu s-a bazat pe cercetări anterioare efectuate pe primate neumane. Lucrând acum cu o persoană, oamenii de știință au putut utiliza imagistica cu ultrasunete pentru a monitoriza activitatea neuronală precisă care se desfășoară în creierul unui bărbat în timp ce acesta îndeplinea diverse sarcini, cum ar fi să joace un joc video simplu de conectare a punctelor și să cânte la chitară.

Echipa și-a descris descoperirile într-un articol publicat în revista Science Translational Medicine.

„La fel ca și în cazul primatelor neumane, datele ecografice ale pacientului indicau intențiile – mișcă acest joystick, cântă la chitară – în timp ce acțiunile propriu-zise erau efectuate”, a declarat Dr. Charles Liu, co-autor principal al studiului și neurochirurg la Universitatea din California de Sud, într-o declarație.

Activitatea cerebrală a pacienților, urmărită în condiții reale

Imagistica funcțională cu ultrasunete – adică ultrasunetele care urmăresc modificările volumului de sânge din creier – este considerată o alternativă promițătoare la tehnicile convenționale de imagistică a creierului, cum ar fi imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI). Acest lucru se datorează faptului că se crede că este mai sensibilă la schimbările în activitatea cerebrală.

În plus, imaginile rezultate au o rezoluție mai mare, iar metoda nu necesită ca pacienții să stea nemișcați într-un aparat pentru perioade lungi de timp într-un spital.
Ca atare, teoretic, s-ar putea urmări activitatea cerebrală a pacienților în condiții reale. Acest lucru este posibil în prezent cu EEG ambulatoriu, dar EEG urmărește activitatea electrică, mai degrabă decât fluxul sanguin, și face acest lucru prin pielea capului și prin craniu, deci nu este super precis.

În mod similar, craniul uman a reprezentat în mod istoric o barieră pentru undele ultrasonice, împiedicându-le să pătrundă în creier. De aceea, în noul studiu, Liu și colegii săi au depășit acest obstacol, testându-și abordarea pe un pacient căruia i s-a îndepărtat o parte din craniu. Acest lucru fusese făcut pentru a ușura presiunea din creierul său după un traumatism cranio-cerebral sever (TCC).

În mod normal, pacienții cu TCC care sunt supuși acestei proceduri primesc o plasă de titan sau un implant construit la comandă pentru a înlocui partea lipsă din craniu. În acest caz, echipa a construit implantul transparent din punct de vedere acustic. În viitor, noua tehnică ar putea să nu fie limitată la pacienții cu TCC, au declarat autorii studiului, potrivit LiveScience.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Dezvoltarea substanței albe din creier, influențată de căldura și frigul de la începutul vieții

Câte informații poate reține creierul? Cercetătorii s-au înșelat amarnic!

Un băiețel de 12 ani, diagnosticat cu o tumoră gigant pe creier, operat în semiîntuneric la Iași

Cercetătorii au găsit microplastice în cheagurile de sânge din inimă, creier și picioare