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Silvana TapiaJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor SocasBorja Tosardifusión anisótropa del agua cerebralfascículos o hilitos de axonesreconstrucción imágenes tridimensionales fascículosvectorcitos de fase y conectividad estructuralrepresentación conectividad estructural encéfaloreconstrucción imágenes tridimensionales conectoma estructuraltécnica de difusión del agua 2010imagen 3d conectividad encéfalo 2025vóxeles para reconstrucción tridimensionalanisotropía en tres direcciones coordenadaslóbulo transversalmente en imagenología cerebralreconstrucción de lóbulos cerebralesimágenes resonancia magnética nuclear difusiónaxones de neuronas conectando regiones cerebraleslobulo cerebral coloreado por intensidadFrancis Villatoroimágenes 3Dsiglo XX12-14 añosNature Communication
Imagen 3d conectividad encéfalo 2025
Con
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Francis Villatoro explica que una técnica desarrollada en 2010 permite reconstruir imágenes tridimensionales de la conectividad estructural del encéfalo a partir del análisis de la difusión del agua.
…Eso yo en la imagen, cuando diferencio, cuando se dividen las imágenes, pero bueno, cuando aplico una operación sobre las dos imágenes que comparo, eso acaba dando un valor muy bajo, y digo: ahí no hay nada, ahí no hay nada de lo que me interesa. pero en los lugares en los que hay una difusión anisótropa, porque está guiada por esos esos hilos de axones, pues el agua se mueve y mantiene, digamos, la orientación. Hay como que las moléculas de agua se están moviendo en un cierto sentido y eso me va manteniendo las fases y tengo una cierta continuidad de la fase. Entonces, reconstruyendo esas imágenes de esos vectorcitos de fase, yo reconstruyo cada uno de los hilitos. Entonces, yo tengo unas imágenes en 3D, que son imágenes muy bonitas, en las que se ven muchos hilos, como hilitos dibujados como pequeños cilindros. ¿Cindritos que se curvan? y los coloreo con diferentes colores en función de la región de la que parten a la región a la que van y tengo una representación de la conectividad estructural de un encéfalo debido a esos axones. Esa es la técnica a nivel del año 2010; ahora en 2025, desde hace dos o tres años, se ha construido, se ha logrado obtener no solo un pequeño ángulo para la imagen en 2D, sino una imagen 3D en. La que tengo vóxeles, en lugar de tener imágenes planas hago una reconstrucción en pequeños volúmenes; en lugar de píxeles tengo vóxeles y en esos píxeles yo tengo una estimación de la anisotropía en las tres direcciones coordenadas. En la dirección arriba-abajo, en la dirección adelante-atrás y en la dirección izquierda-derecha. Con lo que yo, en lugar de tener una pequeña flechita, como tenía antes en la imagen plana, con un cierto ángulo, lo que tengo ahora es una especie de volumen tridimensional que se suele dibujar en forma de dos lóbulos: un lóbulo hacia la izquierda y otra derecha, un lóbulo transversalmente, un lóbulo hacia arriba y otro hacia abajo y un lóbulo hacia adelante y hacia atrás y cada Uno con un cierto color dependiendo de la intensidad con la que el lóbulo se dibuja, el tamaño de cada lóbulo y además coloreado. O sea, son unas imágenes hoy en día muy avanzadas de alta resolución en imágenes por resonancia magnética nuclear de difusión y son este tipo de imágenes en parte las que se han usado en este estudio. Entonces, todo esto lo que quiero decir es que lo que obtenemos básicamente es eso: es cómo los axones de las neuronas de una cierta región se conectan con neuronas en otra región, y lo que tengo son esos hilos. Ya en el año 2010, ya hubo varios estudios en 2010, 2012, en los que estudiaron cómo cambia la topología de este conectoma estructural con la edad. Pero claro, hay estudios específicos con cierto número de pacientes. Este nuevo trabajo que se publica en…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica la diferencia entre el conectoma estructural y el conectoma funcional, destacando este último como el más popular y recientemente reconstruido en un ratón.
Habla: Francis VillatoroSignificado #4conectoma en neurociencia experimentaldos tipos distintos de conectomaconfusión en notas de prensa conectomaconectoma estructural y conectoma funcionalratón con conectoma funcional reconstruidosinapsis entre neuronas en ratónrepresentación tridimensional del conectoma funcional…idea, cómo se ha vendido; es que el artículo en El País era una pieza de Jessica Monzo y se titulaba "Las cinco edades del cerebro humano". Hay cambios cruciales alrededor de los 9, los 32, los 66 y los 83 años y te quedas tú: ¡qué barbaridad! ¿Qué han hecho? Todos sabemos que lo que está ahora muy de moda en el mundo de la neurociencia experimental es el tema del conectoma. El conectoma es básicamente como se conectan las neuronas unas con otras y tiene básicamente como dos perfiles diferentes. En algunas notas de prensa asociadas a este artículo se han confundido ambas versiones. Una versión es lo que llaman el conectoma estructural y otro es lo que llaman el conectoma funcional, el conectoma que está de moda, el que nos gusta, ese que hemos visto ahí. Se ha logrado en un milímetro cúbico de cerebro de ratón; se ha logrado reconstruir el conectoma completo, es el funcional, es el que especifica cómo se conecta cada neurona y con qué otras neuronas se conecta, y tengo una representación tridimensional de las conexiones, de las sinapsis entre diferentes neuronas. Ese es el conectoma funcional, el asociado a la función y el que se cree que cuando se logre el conectoma humano, pues podremos de Alguna forma, entre comillas, trasladar el conectoma humano de un humano vivo a una máquina. Y supuestamente podría ocurrir, aunque se sabe que esa máquina fue funcionada con cierta analogía al funcionamiento del humano copiado. Sería como trasladar lo que…
Francis Villatoro explica que el artículo en cuestión estudia el conectoma estructural, definiéndolo como la parte de materia blanca del encéfalo y describiendo cómo los fascículos son haces de axones que conectan diferentes regiones cerebrales.
Habla: Francis VillatoroSignificado #7 · Palabras #2conectoma estructural y materia blancafascículos como haces de axonesconexión entre regiones cerebralesestudio del conectoma estructuralconectoma estructural estudia fascículosfascículos conectan regiones del cerebroaxones conectan neuronas en fascículosconectoma estructural y regiones cerebraleshipótesis regionalizable del encéfalofascículos que conectan regiones cerebrales…a sobrevivir, que le dan energía, que le dan ciertas propiedades y son fundamentales en la parte blanca. Por ejemplo, los nervios, cuando dibujamos el sistema nervioso periférico, los nervios están hechos de haces de muchos axones y eso es materia blanca. Bien, pues lo que estudia este artículo es el conectoma estructural, que el conectoma estructural es básicamente la parte de materia blanca; aquí se estudia en el encéfalo, es decir, tenemos ciertos grupos de neuronas de una región del encéfalo, llamemos el cerebro, que se conectan con otra región del cerebro. Entonces hay unas cosas que se llaman fascículos, que son unos grandes haces de axones de neuronas que conectan una parte del cerebro con otra parte. Bien, pues eso es lo que se representa o lo que se estudia: una de las cosas que se estudian en el campo del conectoma estructural. ¿Cómo esas grandes regiones del cerebro se conectan unas con otras gracias a esos fascículos, esos grandes ovillos, hilos, grupos de hilos o a modo de hilos que son los axones que conectan neuronas de un lugar a otro? Esto es diferente; es decir, realmente no estamos viendo el conectoma, la sinaxis como tales, no estamos viendo realmente lo. Que creemos que es la clave del funcionamiento del encéfalo, sino lo que estamos viendo es una relación entre regiones del encéfalo, bajo la hipótesis de que el encéfalo es regionalizable, que es una hipótesis de la neurociencia desde principios del siglo XX, y que bueno, más o menos se mantiene y se sostiene con el tiempo, aunque hay críticos, pues como ¿cómo conectamos diferentes regiones mediante esos fascículos? ¿y cómo vemos esto? Pues fijaros, para ver estos fascículos lo que miramos es el movimiento del agua, el movimiento del agua dentro del encéfalo, ¿cómo puede ser? Resulta que el agua cuando se difunde cerca de hilos, de ovillos, el agua se difunde de forma anisótropa por esos…
Francis Villatoro describe la técnica utilizada para obtener imágenes del encéfalo mediante resonancia magnética nuclear, explicando que posee una imagen compuesta de flechitas que indican el ángulo estimado del movimiento de las moléculas de agua.
Habla: Francis VillatoroSignificado #9 · Palabras #3imagen del encéfalo resonancia magnéticamoléculas de agua y señal t2ángulo estimado movimiento moléculas aguaflechitas indicando ángulo movimiento…que se lleva haciendo y se lleva estudiando mucho tiempo, más de 30 años. Y hay trabajos muy similares a este artículo, pero claro, mucho más primitivos, publicados ya en el año 2010, estudiando esto que ahora os voy a contar. Entonces, yo tengo, en el 2010, Lo que yo tenía era una imagen de flechitas; yo tengo una imagen de un corte del encéfalo y en cada píxel tengo una flechita que tiene un ángulo y ese es el ángulo, digamos, que yo he estimado de cómo las moléculas de agua, por las moléculas de agua se mide una señal, que es T2, etc., pero esos son detalles. Se puede ver cómo se mueven esas moléculas del agua, cómo ha cambiado su fase y entonces yo planteo que ha habido un movimiento preferente; claro, en cada píxel hay muchas moléculas de agua, no, ¡barbaridad!, pero yo tomo un valor promedio y tengo cómo ha…
Francis Villatoro explica que una técnica desarrollada en 2010 permite reconstruir imágenes tridimensionales de la conectividad estructural del encéfalo a partir del análisis de la difusión del agua.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1difusión anisótropa del agua cerebralfascículos o hilitos de axonesreconstrucción imágenes tridimensionales fascículosvectorcitos de fase y conectividad estructuralrepresentación conectividad estructural encéfaloreconstrucción imágenes tridimensionales conectoma estructuraltécnica de difusión del agua 2010imagen 3d conectividad encéfalo 2025vóxeles para reconstrucción tridimensionalanisotropía en tres direcciones coordenadaslóbulo transversalmente en imagenología cerebralreconstrucción de lóbulos cerebralesimágenes resonancia magnética nuclear difusiónaxones de neuronas conectando regiones cerebraleslobulo cerebral coloreado por intensidad…Eso yo en la imagen, cuando diferencio, cuando se dividen las imágenes, pero bueno, cuando aplico una operación sobre las dos imágenes que comparo, eso acaba dando un valor muy bajo, y digo: ahí no hay nada, ahí no hay nada de lo que me interesa. pero en los lugares en los que hay una difusión anisótropa, porque está guiada por esos esos hilos de axones, pues el agua se mueve y mantiene, digamos, la orientación. Hay como que las moléculas de agua se están moviendo en un cierto sentido y eso me va manteniendo las fases y tengo una cierta continuidad de la fase. Entonces, reconstruyendo esas imágenes de esos vectorcitos de fase, yo reconstruyo cada uno de los hilitos. Entonces, yo tengo unas imágenes en 3D, que son imágenes muy bonitas, en las que se ven muchos hilos, como hilitos dibujados como pequeños cilindros. ¿Cindritos que se curvan? y los coloreo con diferentes colores en función de la región de la que parten a la región a la que van y tengo una representación de la conectividad estructural de un encéfalo debido a esos axones. Esa es la técnica a nivel del año 2010; ahora en 2025, desde hace dos o tres años, se ha construido, se ha logrado obtener no solo un pequeño ángulo para la imagen en 2D, sino una imagen 3D en. La que tengo vóxeles, en lugar de tener imágenes planas hago una reconstrucción en pequeños volúmenes; en lugar de píxeles tengo vóxeles y en esos píxeles yo tengo una estimación de la anisotropía en las tres direcciones coordenadas. En la dirección arriba-abajo, en la dirección adelante-atrás y en la dirección izquierda-derecha. Con lo que yo, en lugar de tener una pequeña flechita, como tenía antes en la imagen plana, con un cierto ángulo, lo que tengo ahora es una especie de volumen tridimensional que se suele dibujar en forma de dos lóbulos: un lóbulo hacia la izquierda y otra derecha, un lóbulo transversalmente, un lóbulo hacia arriba y otro hacia abajo y un lóbulo hacia adelante y hacia atrás y cada Uno con un cierto color dependiendo de la intensidad con la que el lóbulo se dibuja, el tamaño de cada lóbulo y además coloreado. O sea, son unas imágenes hoy en día muy avanzadas de alta resolución en imágenes por resonancia magnética nuclear de difusión y son este tipo de imágenes en parte las que se han usado en este estudio. Entonces, todo esto lo que quiero decir es que lo que obtenemos básicamente es eso: es cómo los axones de las neuronas de una cierta región se conectan con neuronas en otra región, y lo que tengo son esos hilos. Ya en el año 2010, ya hubo varios estudios en 2010, 2012, en los que estudiaron cómo cambia la topología de este conectoma estructural con la edad. Pero claro, hay estudios específicos con cierto número de pacientes. Este nuevo trabajo que se publica en…
Francis Villatoro describe el proceso mediante el cual los autores del estudio transforman datos complejos sobre la conectividad estructural entre nervios en diferentes edades e individuos en una curva tridimensional abstracta.
Habla: Francis VillatoroSignificado #19 · Palabras #10conectividad estructural nervios edadescurva tridimensional conectividad estructuralalgoritmo comportamiento raro doctores…points, puntos en los que cambia, digamos, la curva, pero cambia esa curva obtenida por la técnica UMAP y ahí identifican esas edades de 9, 32, 66 y 83 años como edades en las que esta curva UMAP cambia. Fijaros lo que hemos hecho, nos hemos ido, de tener Una serie de árboles de conectividad estructural entre nervios en diferentes partes del encéfalo para diferentes edades en diferentes individuos, que es una cosa extremadamente complicada de entender, a construir un objeto abstracto, que es una curva en tres dimensiones, que tiene un comportamiento muy raro, que proviene de un algoritmo que realmente ni los doctores parecen entender, ni parece fácilmente entendible. Que me construye una cierta curva y en la que yo veo una serie de cambios en los que sube, baja, sube, baja y digo: si este mínimo pues es un turning point, este es una edad, este máximo es otra edad y lo voy colocando. Claro, ahora tú dices: si yo ahora miro…
Francis Villatoro resume las conclusiones de un estudio publicado en Nature Communication, detallando la evolución de la conectividad estructural del encéfalo a lo largo de diferentes etapas de la vida.
Habla: Francis VillatoroPalabras #5conectividad estructural encéfalo 0-9 añoscambios conectividad 9-12 añosevolución conectividad 32-66 añosdiversidad datos a partir de 83 años…vamos a hacer un detalle menor, eso no se comenta. Yo he usado más datos que ellos y obtengo resultados compatibles con ellos. Luego, lo que yo estoy diciendo en Nature Communication tiene que ser algo útil. Pero claro, llega un momento que tú dices, pero ¿y ¿Cuál es la conclusión? Es decir, la conclusión de ellos es que hay una evolución de la conectividad estructural del encéfalo entre 0 y 9 años, que entre 9 y 32 años hay cambios entre 9 y la adolescencia, que son 12-14 años, y después cambios entre 12-14 años y hasta los 32 años, que después hay otra evolución diferente entre 32 y 66 años. Los datos a partir de 83 años creen que no son muy fiables porque no son fáciles de interpretar y hay mucha diversidad. Entonces puede haber, tener imágenes ellos, resultados de personas que están en muy buena salud y personas que pueden tener algún tipo de problema de salud, y eso genera una cierta confusión. El resultado final es que ellos cuentan una historia; es decir, tú…