Utilizando una nueva técnica de imagen, los investigadores han confirmado lo que los científicos siempre han pensado que es verdad: las conexiones estructurales en el cerebro son exclusivas de cada persona.
El equipo dirigido por la Universidad Carnegie Mellon usó resonancia magnética de difusión para mapear las conexiones estructurales del cerebro y descubrió que las conexiones de cada persona son tan únicas que podrían identificar a una persona basándose en esta "huella digital" del cerebro con una precisión casi perfecta. Publicado en PLOS Biología Computacional , los resultados también muestran al cerebro que el carácter distintivo cambia con el tiempo, lo que podría ayudar a los investigadores a determinar cómo factores como la enfermedad, el medio ambiente y las diferentes experiencias impactan el cerebro.
El nuevo enfoque de MRI de difusión no invasivo captura las conexiones del cerebro a un nivel mucho más cercano que nunca. Por ejemplo, los enfoques convencionales obtienen una estimación única de la integridad de una conexión estructural única, o una fibra de materia blanca. El nuevoLa técnica mide la integridad a lo largo de cada segmento de los cables biológicos del cerebro, haciéndolo mucho más sensible a patrones únicos.
"La parte más emocionante es que podemos aplicar este nuevo método a los datos existentes y revelar nueva información que ya está allí sin explorar. La mayor especificidad nos permite estudiar de manera confiable cómo los factores genéticos y ambientales moldean el cerebro humano con el tiempo, por lo tantoabriendo una puerta para entender cómo funciona el cerebro humano o las disfunciones ", dijo Fang-Cheng Frank Yeh, primer autor del estudio y profesor asistente de cirugía neurológica en la Universidad de Pittsburgh. Yeh completó la investigación mientras estaba en CMU como becario postdoctoralen psicología
Para el estudio, los investigadores utilizaron resonancia magnética de difusión para medir el conectoma local de 699 cerebros de cinco conjuntos de datos. El conectoma local son las conexiones punto por punto a lo largo de todas las vías de la sustancia blanca en el cerebro, en oposición a laconexiones entre regiones cerebrales. Para crear una huella digital, tomaron los datos de la resonancia magnética de difusión y la reconstruyeron para calcular la distribución de la difusión del agua a lo largo de las fibras de la sustancia blanca cerebral.
Las mediciones revelaron que el conectoma local es muy exclusivo de un individuo y puede usarse como un marcador personal para la identidad humana. Para probar la singularidad, el equipo realizó más de 17,000 pruebas de identificación. Con casi un 100 por ciento de precisión, pudieronpara saber si dos conectomas locales o "huellas digitales" del cerebro provienen de la misma persona o no.
Además, descubrieron que los gemelos idénticos solo comparten alrededor del 12 por ciento de los patrones de conectividad estructural y el conectoma local único del cerebro se esculpe con el tiempo, cambiando a una tasa promedio del 13 por ciento cada 100 días.
"Esto confirma algo que siempre hemos asumido en neurociencia: que los patrones de conectividad en su cerebro son únicos para usted", dijo Timothy Verstynen, profesor asistente de psicología de CMU. "Esto significa que muchas de sus experiencias de vida se reflejan de alguna maneraen la conectividad de su cerebro. Por lo tanto, podemos comenzar a ver cómo las experiencias compartidas, por ejemplo, la pobreza o las personas que tienen la misma enfermedad patológica, se reflejan en sus conexiones cerebrales, abriendo la puerta a posibles nuevos biomarcadores médicos para ciertos problemas de salud."
Además de Yeh y Verstynen, el equipo de investigación incluyó a Aarti Singh de CMU y Barnabas Poczos, Jean M. Vettel del Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU., La Universidad de California, Scott T. Grafton de Santa Bárbara, Kirk I. Erickson de la Universidad de Pittsburghy Wen-Yih I. Tseng de la Universidad Nacional de Taiwán.
El Laboratorio de Investigación del Ejército financió esta investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Carnegie Mellon . Original escrito por Shilo Rea. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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