A cura di MIUR - Direzione Generale per il coordinamento la promozione e la valorizzazione della ricerca

Con il progetto Connettoma identificati i limiti dei sistemi di neuroimaging

Con il progetto Connettoma identificati i limiti dei sistemi di neuroimaging

Verificare l’efficacia e i limiti dei metodi per la mappatura del connettoma umano – l’insieme delle connessioni neurali del cervello – è l’obiettivo della competizione internazionale The Tractometer Challenge, i cui risultati sono stati recentemente pubblicati sulla rivista Nature Communications

Alla gara, indetta dalla più grande comunità internazionale di imaging neurologico –l’International society for magnetic resonance-ISMRM – hanno partecipato 20 centri di neuroscienze tra i più avanzati al mondo tra cui, per l’Italia, l’Istituto di Bioimmagini e Fisiologia Molecolare del Consiglio Nazionale delle Ricerche-IBFM-CNR

La competizione si è proposta di esplorare la validità e i limiti della trattografia, una tecnica di ricostruzione computazionale basata sulla risonanza magnetica di diffusione. L’obiettivo è rappresentare in immagini i tratti neurali in vivo, fornendo una mappatura del connettoma del cervello umano.

I concorrenti sono stati invitati a provare i loro metodi di neuroimaging su un cervello “sintetico” – le cui connessioni non erano note ai partecipanti – ricostruito da esperti in base a dati post-mortem, quindi senza possibilità di errore. L’accuratezza e la percentuale di errori dei sistemi utilizzati, sono state determinate in base alla deviazione delle ricostruzioni dal modello e al numero di fasci in più o in meno rilevati.

“Questa esplorazione ha evidenziato che gran parte del complesso groviglio di fibre interne può essere ricostruito con esattezza, utilizzando le sequenze di risonanza magnetica e i software di analisi dei centri di neuroimaging più avanzati, ma tante altre connessioni neurali generate dai software in realtà non esistono” - ha commentato Antonio Cerasa, ricercatore del CNR.  

“L’errore a cui vanno incontro tutti i centri di neuroimaging è di sottovalutare la complessa geometria delle fibre cerebrali, che proseguono parallele ma possono anche sovrapporsi, incrociarsi, cambiare improvvisamente direzione e struttura” - ha continuato il ricercatore.

Il lavoro, durato quasi due anni, ha mostrato i limiti di sistemi di neuroimaging utilizzati nel campo delle neuroscienze e della psichiatria, smentendo una convinzione a lungo diffusa.

“Per molti anni si era pensato che la nostra rete neuronale potesse essere ricostruita virtualmente dal neuroimaging con estrema precisione; lo studio evidenzia che questo non è completamente vero. Ad oggi le linee guida internazionali consigliano sempre di effettuare imaging multimodale con varie sequenze aggiuntive, che anche se allungano i tempi di esecuzione dell’esame, assicurano correttezza e sicurezza nei dati”

Dei risultati si dovrà tenere conto negli sforzi di ricostruzione dell’architettura del cervello umano promossi in questi anni dalla comunità scientifica – per esempio attraverso lo Human Brain Project – con l’obiettivo di progredire più velocemente nella cura delle malattie mentali.

Data pubblicazione 18/12/2017
Fonte CNR
Tag Salute , Scienze della vita
Approfondimenti