Seguimiento de fibra de alta definición

El rastreo de fibras de alta definición ( HDFT ) ^{[ 1 ]} es una técnica de tractografía en la que los datos de los escáneres de resonancia magnética se procesan mediante algoritmos informáticos para revelar el cableado detallado del cerebro e identificar los tractos de fibras. Cada tracto contiene millones de conexiones neuronales . El HDFT se basa en datos adquiridos mediante imágenes de espectro de difusión ^{[ 2 ]} y procesados ​​mediante imágenes de muestreo q generalizado [3, 4]. ^{Esta técnica permite diseccionar virtualmente} 40 tractos de fibras principales en el cerebro ^{[ 1 ]} . El escaneo HDFT es consistente con la anatomía cerebral, a diferencia de las imágenes de tensor de difusión ( ^DTI ) ^{[ 5 ]} . Por lo tanto, el uso de HDFT es esencial para identificar conexiones neuronales dañadas ^{[ 6 ] .}

La DTI tradicional utiliza seis características de difusividad para modelar cómo se difunden las moléculas de agua en los tejidos cerebrales y permite el seguimiento de las fibras axonales. ^{[ 5 ]} Sin embargo, la DTI tenía una limitación importante para resolver los axones de diferentes tractos que se intersecaban y cruzaban en su camino hacia su objetivo. En 2009, el Centro de Investigación y Desarrollo del Aprendizaje (LRDC) de la Universidad de Pittsburgh lanzó la Competencia Cerebral de Pittsburgh 2009 ^{[ 7 ]} para invitar al mejor equipo de investigación a trabajar en este problema. ^{[ 8 ]} Se ofreció un premio de $ 10 000 al equipo que pudiera rastrear las radiaciones ópticas, y equipos de 168 países participaron en la competencia. Un equipo ganador de Taiwán reveló el bucle de Meyer, que ningún otro equipo había rastreado con éxito. La clave del método fue la observación múltiple de moléculas de agua y algoritmos mejorados para capturar mejor cómo los axones conectan las regiones cerebrales. ^{[ 8 ]} La técnica se desarrolló aún más como HDFT entre la Universidad de Pittsburgh y la Universidad Carnegie Mellon. ^{[ 1 ] [ 9 ]}

HDFT es utilizado actualmente por el departamento de neurocirugía de UPMC para proporcionar planificación neuroquirúrgica, evaluación del daño neuroestructural, navegación intraoperatoria y evaluación de los cambios y respuestas a la terapia de rehabilitación después de la cirugía cerebral. ^{[ 10 ]}

La HDFT se ha aplicado a las lesiones cerebrales traumáticas (LCT) para identificar qué conexiones cerebrales se han roto y cuáles permanecen intactas. ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]} La HDFT permite a los neurocirujanos localizar las roturas de fibras causadas por lesiones cerebrales traumáticas para proporcionar mejores diagnósticos y pronósticos. También podría proporcionar una forma objetiva de identificar la lesión cerebral, predecir el resultado y planificar la rehabilitación. ^{[ 14 ]} La HDFT también puede utilizarse para determinar el abordaje quirúrgico óptimo para tumores y malformaciones vasculares de difícil acceso. ^{[ 15 ]}

• La resonancia magnética de difusión (DTI) utiliza las propiedades magnéticas del agua.
• La resonancia magnética funcional (fMRI) mide el flujo sanguíneo para inferir la actividad neuronal.

• Laboratorio de tractografía de fibras
• pitt.edu: Concepto | HDFT
• thejns.org: Seguimiento de fibras de alta definición para la evaluación del déficit neurológico en un caso de lesión cerebral traumática: detección, visualización e interpretación de pequeñas zonas de daño. Informe de caso (30/04/2012).
• upmc.com: Un nuevo sistema de seguimiento por fibra óptica de alta definición revela los daños causados ​​por una lesión cerebral traumática, según informa el equipo de Pitt (2 de marzo de 2012).
• hdft.info: HDFT para trastornos de la conexión
• pitt.edu: Presentado en este reportaje de "60 Minutes": Aplicaciones para el autismo (23/10/2011)