Într-o evoluție istorică în domeniul neuroștiințelor, oamenii de știință au utilizat cu succes tehnologia cu ultrasunete pentru a cartografia activitatea creierului, după cum se menționează într-un articol publicat în Science Translational Medicine în mai 2024. Cercetarea, condusă de Richard Andersen și Charles Liu, a introdus o tehnică neinvazivă care oferă o imagine de neegalat a activității cerebrale. Această descoperire a fost posibilă prin utilizarea unei ferestre “transparente acustic” în craniu, care permite monitorizarea în timp real a dinamicii neuronale și a fluxului sanguin. Această abordare nouă deschide noi posibilități de înțelegere a funcției creierului și ar putea conduce la progrese semnificative în tratamentul tulburărilor neurologice.
Studiul reprezintă un salt semnificativ în intersecția dintre neuroștiință și tehnologie. Andersen, de la California Institute of Technology, și Liu, neurochirurg la University of Southern California, au condus o echipă care a dezvoltat o metodă de a observa complexitatea creierului cu o precizie extraordinară. Ei au realizat acest lucru prin instalarea unei ferestre “transparente din punct de vedere acustic” în craniul unui voluntar, ceea ce le-a permis să utilizeze imagistica funcțională cu ultrasunete pentru a înregistra activitatea creierului în timp real.
Voluntarul, un bărbat care a ales să rămână anonim, s-a angajat în diverse activități, cum ar fi să joace un joc video și să cânte la chitară, în timp ce activitatea sa cerebrală era înregistrată. Undele cu ultrasunete, trecând prin fereastra din craniu, s-au reflectat în țesuturile creierului și s-au întors la sondă, creând o hartă în timp real a fluxului sanguin și a activității neuronale.
Studiul s-a axat pe cortexul parietal posterior și cortexul motor, zone cunoscute pentru rolul lor în coordonarea mișcărilor. Prin monitorizarea modificărilor volumului de sânge din aceste zone, cercetătorii au putut urmări indirect activitatea celulelor creierului. Neuronii activi au nevoie de mai mult oxigen și substanțe nutritive, care sunt furnizate de creșterea fluxului sanguin. Rezoluția acestei tehnici este impresionantă, localizând activitatea la o distanță de 100 de micrometri. Pentru a oferi un anumit context, un singur neuron are o dimensiune de aproximativ 10 micrometri, ceea ce înseamnă că nivelul de detaliu observat este apropiat de neuronii individuali.
Acest studiu are implicații de anvergură. Acesta oferă o alternativă mai puțin invazivă la metodele actuale de cartografiere a creierului, care implică adesea proceduri mai intruzive. În plus, el deschide calea către o mai bună înțelegere a afecțiunilor neurologice și către dezvoltarea unor tratamente mai eficiente. Bazându-se pe cercetările anterioare efectuate pe primate neumane, acest studiu reprezintă o tranziție semnificativă de la setările de laborator la aplicațiile practice, din lumea reală.
Capacitatea de a monitoriza activitatea creierului în timp real, în afara unităților medicale, deschide o nouă frontieră pentru cercetarea în domeniul neuroștiințelor. Constatările acestui studiu nu reprezintă doar o victorie pentru comunitatea științifică, ci și o promisiune pentru viitoarele aplicații medicale. Natura neinvazivă a acestei tehnici ar putea revoluționa modul în care medicii diagnostichează și monitorizează tulburările neurologice, ceea ce ar putea conduce la descoperiri în metodele de tratament.
Pe măsură ce neuroștiința continuă să evolueze, utilizarea ultrasunetelor în cartografierea creierului înseamnă o schimbare crucială către metode de cercetare mai umane și mai puțin intruzive. Munca echipei exemplifică sinergia dintre tehnologie și medicină, pregătind terenul pentru un viitor în care înțelegerea creierului uman nu este limitată de caracterul invaziv al instrumentelor noastre, ci îmbunătățită de precizia și blândețea abordării noastre. Acest pas înainte semnificativ în călătoria de descoperire a minții umane se datorează activității inovatoare a oamenilor de știință care îndrăznesc să depășească limitele posibilului.
Tehnologiile tradiționale de imagistică a creierului, cum ar fi tomografia computerizată (CT), imagistica prin rezonanță magnetică (IRM) și tomografia cu emisie de pozitroni (PET), au jucat un rol esențial în avansarea cunoștințelor noastre despre creierul uman. Aceste tehnici permit medicilor și cercetătorilor să vizualizeze structura și funcția creierului în mod neinvaziv, oferind informații neprețuite despre diverse afecțiuni neurologice. Scanările CT oferă imagini rapide, utile pentru detectarea hemoragiilor și a fracturilor craniene, în timp ce RMN oferă imagini detaliate ale țesuturilor moi, utile pentru diagnosticarea tumorilor sau a leziunilor măduvei spinării. Scanările PET măsoară procesele metabolice pentru a dezvălui cât de bine funcționează țesuturile și organele. Aceste tehnici tradiționale de imagistică continuă să joace un rol esențial în diagnosticarea, planificarea tratamentului și cercetarea bolilor și tulburărilor legate de creier.
