100 tunnin mittainen ihmisaivojen MRI tuottaa vielä yksityiskohtaisimmat 3D-kuvat

(ComaRecoveryLab/YouTube)

Tiedemiehet ovat tuottaneet sen, mikä näyttää yksityiskohtaisimmalta magneettikuvaus ( MRI ) skannaus, joka on koskaan otettu ihmisen aivojen anatomiasta, ja jakavat tietonsa yleisölle.

Anonyymin kuolleen potilaan, jonka aivot lahjoitettiin tieteelle – ja valtavan 100 tunnin skannauksen yhdellä edistyneimmistä MRI-laitteista – ansiosta maailmalla on nyt ennennäkemätön näkemys rakenteista, jotka tekevät ajattelun mahdolliseksi.

Jonkin sisällä uusi tutkimus Massachusettsin yleissairaalan neurokuvantaja Brian L. Edlowin johdolla tutkijat kuvaavat, kuinka he tallensivat ultrakorkean resoluution MRI-tietoaineistonsa. ex vivo näyte, joka tarjoaa ennennäkemättömän kuvan 'ihmisaivojen kolmiulotteisesta neuroanatomiasta'.



Vaikka heidän paperiaan ei ole vielä vertaisarvioitu, saavutus – ja tiimin päätös jakaa tietoaineistonsa kenelle tahansa, joka on kiinnostunut tutkimusyhteisöstä – herättää jo merkittävää huomiota, kuten myös korkearesoluutioisia videoita tuotettu skannauksista.

'Emme ole nähneet kokonaisia ​​aivoja näin', kertoi sähköinsinööri Priti Balchandani Icahnin lääketieteellisestä koulusta Mount Sinaista, joka ei ollut mukana tutkimuksessa. Tiedeuutiset .

'Se on ehdottomasti ennennäkemätöntä.'

Aivot tulivat 58-vuotiaalta naiselta, joka vietiin sairaalaan kuumetta , vilunväristykset ja väsymys, jotka myöhemmin kehittyivät hengitysvaikeuksiksi.

Valitettavasti potilaan tila vain huononi sairaalassa olonsa aikana, ja hän kuoli vain kaksi viikkoa myöhemmin viruksen aiheuttamaan hengitysvajaukseen. keuhkokuume .

Vaikka potilaalla oli lymfooma ja joitain muita vaivoja, hänellä ei ollut kokemusta neurologisista ongelmista tai psykiatrisista sairauksista, mikä teki hänen aivoistaan ​​arvokkaan näytteen tulevaa neurologista tutkimusta varten.

Tietyn säilytysajan jälkeen elin siirrettiin mittatilaustyönä valmistettuun, ilmatiiviiseen lujasta uretaanista valmistettuun aivotelineeseen, joka on erityisesti suunniteltu kokeen pitkäkestoiseen MRI-skannaukseen.

Teline asetettiin räätälöityyn seitsemän Tesla (7T) MRI-skaneriin: tehokkaaseen koneeseen, joka tarjoaa korkean magneettikentän voimakkuuden ja vain FDA on hyväksynyt käytettäväksi Yhdysvalloissa vuonna 2017 .

'MRI:n yleinen kuvanlaatu paranee korkeamman magneettikentän voimakkuuden myötä', FDA:n radiologi Robert Ochs selitti tuolloin .

'Lisätty kenttävoimakkuus mahdollistaa pienempien rakenteiden ja hienovaraisten patologioiden paremman visualisoinnin, mikä voi parantaa sairauden diagnoosia.'

Edlowin ja hänen tiiminsä käyttämän 7T MRI-laitteen tapauksessa tutkijat pyrkivät visualisoimaan aivonäytteen pieniä rakenteita 100 mikrometrin resoluutiolla – mittaamalla esineitä, joiden koko oli vain kymmenesosa millimetriä.

Näin pienissä mittakaavassa tutkijat selittää lehdessään , se auttaa sieppausprosessia, jos näyte on täysin liikkumaton – puhumattakaan, ei enää elossa.

'Jälkipuinti ex vivo MRI tarjoaa merkittäviä etuja verrattuna elää MRI ihmisen aivojen mikrorakenteen neuroanatomian visualisoimiseksi, kirjoittajat selittävät .

'Ja elää MRI-kuvauksia rajoittaa aika (eli ~tunnit) ja liike vaikuttaa niihin, ex vivo MRI voidaan tehdä ilman aikarajoituksia (eli ~päiviä) ja ilman sydän- ja hengityselimiä tai pään liikettä.

Nämä edut yhdistettynä erittäin korkean resoluution kuvantamiseen koko aivoissa antoivat tiimille mahdollisuuden tallentaa 8 teratavua raakadataa neljästä erillisestä skannauskulmasta, mikä kumuloitui noin 100 tunnin kokonaismagneettikuvaukseen.

A:n lisäksi videoiden määrä tuloksista , pakattu versio tiimin tiedoista on nyt saatavilla verkossa akateemisen yhteisön , kanssa joukkue sanoo he 'näkevät tälle tietojoukolle laajan valikoiman tutkimus-, koulutus- ja kliinisiä sovelluksia, jotka voivat edistää ihmisen aivojen anatomian ymmärtämistä terveydessä ja sairauksissa'.

Se on vielä alkuvaiheessa, ja on syytä toistaa, että tutkimusta ei ole vieläkään julkaistu vertaisarvioidussa lehdessä; mutta sitä on jo mainostettu erittäin vaikuttavaksi, ja sitä integroidaan muihin projekteihin, mukaan lukien a työkalupakki syväaivojen stimulaatioon nimeltä Lead DBS .

'Eikö tämä ole kaunotar?' Johda DBS:n Twitter-tiliä twiittasi kehityksestä.

'On vaikea ennustaa, mikä tarkka vaikutus @ComaRecoveryLabin 100 mikronin 7T kuolemanjälkeisillä aivoilla on aivotutkimuksen kenttään, mutta se on varmasti valtava.'

Löydökset ovat saatavilla preprint-verkkosivustolla bioRxiv .

Meistä

Riippumattomien, Todistettujen Tosiasioiden Julkaiseminen Terveys-, Avaruudesta, Luonteesta, Tekniikasta Ja Ympäristöstä.