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

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

El equipo de investigación incluye a Sunar, quien ocupa el puesto de investidura del Ohio Research Scholar for Medical Imaging 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 ópticas, el Journal of Biophotonics, que cubre investigaciones sobre las interacciones entre la luz y los materiales biológicos.

El trabajo también se ha presentado 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 la detección de la dispersión de la luz de células sanguíneas en movimiento y puede cuantificar el contraste cerebral absoluto relacionado con el flujo sanguíneo.

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 en estado de reposo cerebral del ser humano. Y la técnica de imaginología del flujo sanguíneo es relativamente nueva. .D. El estudiante Chien Poon, y demostramos el enfoque de estado de reposo por primera vez en nuestro campo ".

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

"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", dijo Sunar a Biophotonics.World. "El flujo sanguíneo cerebral es un parámetro muy importante para la caracterización de la enfermedad neuronal debido a su alto contraste".

Los estudios de RSFC

son una herramienta valiosa para estudiar a personas con trastornos que pueden dificultar la realización de tareas. Pero muchas personas, como los niños autistas jóvenes, son malos candidatos para la evaluación RSFC por resonancia magnética funcional, lo que requiere que se mantengan quietos durante largos intervalos dentro de un espacio de imagen confinado con un fuerte ruido del imán.

La imagen óptica es muy adecuada para esas personas porque es rápida y puede realizarse mediante sondas ópticas que puede llevar el paciente. Los investigadores esperan que esto finalmente se convierta en una herramienta muy útil para evaluar no invasivamente la función cerebral en pacientes jóvenes y discapacitados.

Sunar dijo que la Tecnología también podría usarse para evaluar el desempeño humano para 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?" él dijo. "¿Existe una relación? ¿La red cerebral está más conectada en estado de reposo y estado funcional? Estas son preguntas interesantes para investigar".

El siguiente paso para el 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 contrastes de imágenes múltiples para obtener una imagen más completa de la función cerebral ", dijo Sunar.

"Por ejemplo, podemos cuantificar la tasa metabólica cerebral de consumo de oxígeno combinando medidas de flujo sanguíneo y 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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