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    Los investigadores demuestran un enfoque novedoso para medir la conectividad de la función cerebral

    Ben Rinehart (izquierda) y Chien Poon, Doctor. estudiantes de ingeniería del Grupo de Investigación Sunar, que publicó recientemente una investigación que demuestra un enfoque novedoso para medir la conectividad de la función cerebral. Crédito:Universidad Estatal de Wright

    La medición del flujo sanguíneo óptico en el cerebro humano en reposo para detectar la actividad espontánea ha sido demostrada por primera vez por investigadores de imágenes de la Universidad Estatal de Wright. prometiendo una mejor manera de estudiar a las personas con autismo, Alzheimer y depresión.

    Ulas Sunar, profesor asociado de biomedicina, ingeniería de factores industriales y humanos, y su equipo de investigadores han demostrado que el contraste óptico del flujo sanguíneo medido por espectroscopia de correlación difusa se puede utilizar para detectar la conectividad funcional en estado de reposo (RSFC) en el cerebro.

    El equipo de investigación incluye Sunar, quien ocupa el puesto de investigador académico de Ohio para imágenes médicas en Wright State, y sus investigadores Chien Poon, Jun Li, Jeremy Kress y Dan Rohrbach.

    Los hallazgos del equipo se publicaron recientemente en una de las principales revistas de óptica, el Journal of Biophotonics, cubriendo la investigación sobre las interacciones entre la luz y los materiales biológicos. El trabajo también ha aparecido en Biophotonics.World, que sirve a la comunidad biofotónica mundial como un punto de acceso central para las últimas noticias y artículos sobre desarrollos científicos recientes en la academia y la industria.

    El novedoso enfoque óptico del equipo se basa en detectar la dispersión de luz de las células sanguíneas en movimiento y puede cuantificar el contraste absoluto relacionado con el flujo sanguíneo cerebral. Es una técnica complementaria a la espectroscopia de infrarrojo cercano funcional ampliamente conocida que mide la oxigenación de la sangre.

    "Estamos viendo que el flujo sanguíneo muestra un mayor contraste que la oxigenación en nuestros experimentos de neuroimagen, ", dijo Sunar." Bajo la activación neuronal, el cerebro puede pedir más flujo sanguíneo. Es por eso que el flujo sanguíneo es un parámetro importante para evaluar la conectividad funcional del estado de reposo del cerebro humano. Y también la técnica de imágenes del flujo sanguíneo es relativamente nueva. El sistema personalizado se construyó aquí, por mi Ph.D. estudiante chien poon y demostramos el enfoque del estado de reposo por primera vez en nuestro campo ".

    Los investigadores utilizaron el parámetro de flujo sanguíneo para cuantificar el RSFC en nueve hombres adultos sanos como un estudio de prueba de concepto. La técnica mostró una alta conectividad entre ciertas áreas del cerebro y una baja conectividad entre otras áreas. Los resultados coinciden con estudios similares realizados anteriormente con otros métodos, como la resonancia magnética funcional (fMRI).

    Desde la izquierda:Dan Rohrbach, Ulas Sunar, Ben Rinehart y Chien Poon en el laboratorio del Grupo de Investigación Sunar en el Edificio de Colaboración de Ingeniería de Neurociencia. Crédito:Universidad Estatal de Wright

    "Estos son resultados emocionantes en nuestro campo, ya que el estudio ha demostrado el potencial del método de flujo sanguíneo óptico como un medio no invasivo para evaluar la RSFC en humanos". Sunar dijo a Biophotonics.World:"El flujo sanguíneo cerebral es un parámetro muy importante para la caracterización de enfermedades neuronales debido a su alto contraste".

    Los estudios de RSFC son una herramienta valiosa para estudiar a las personas con trastornos que pueden dificultar la realización de tareas. Pero mucha gente como los niños pequeños autistas, son malos candidatos para la evaluación RSFC por fMRI, lo que requiere que se mantengan quietos durante largos intervalos dentro de un espacio de imagen reducido con un fuerte ruido del imán.

    La formación de imágenes ópticas es muy adecuada para estas personas porque es rápida y se puede realizar mediante sondas ópticas que puede llevar el paciente. Los investigadores esperan que esto finalmente se convierta en una herramienta muy útil para evaluar de forma no invasiva la función cerebral en pacientes jóvenes y discapacitados.

    Sunar dijo que la tecnología también podría usarse para evaluar el desempeño humano y comprender si una tarea aumenta el flujo sanguíneo cerebral y la actividad neuronal.

    "Cuando se realiza una tarea, ¿Qué sucede con el flujo sanguíneo en el cerebro? ”, dijo.“ ¿Existe una relación? ¿Está la red del cerebro más conectada en el estado de reposo y en el estado de funcionamiento? Estas son preguntas interesantes para investigar ".

    El siguiente paso del equipo de investigación será modificar el sistema óptico para que pueda mostrar tanto el flujo sanguíneo como la oxigenación.

    "Estamos trabajando en la combinación de múltiples contrastes de imágenes para obtener una imagen más completa de la función cerebral, "Sunar dijo". Por ejemplo, Podemos cuantificar la tasa metabólica cerebral del consumo de oxígeno combinando el flujo sanguíneo y las mediciones de oxigenación. Este enfoque tendrá un gran impacto en muchas áreas, desde la caracterización de enfermedades neurológicas en entornos clínicos hasta la evaluación del desempeño humano relevante para la investigación militar ".

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