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Silvana TapiaJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor SocasBorja Tosarmovimiento del agua en fascículosdifusión anisótropa por ovillostensión superficial y ovillos cerebralesfascículos del conectoma estructuralagua líquida y sangre en el encéfalotrapos de agua estación de pacienciaaxones mielinizados y mielinadifusión del agua preferente direcciónfascículos como trapos en estación espacialtensión superficial y fascículos cerebralesestación espacial internacional y tensiónFrancis VillatoroBorja TosarEstación Espacial Internacionalimágenes 3DJuan Carlos Gil
Movimiento del Agua en fascículos
Con
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Francis Villatoro explica cómo los investigadores estudian los fascículos del conectoma estructural observando el movimiento del agua dentro del encéfalo.
…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 ovillos. Sabéis que el agua tiene mucha tensión superficial que hace que el agua se ligue en capilares, en ovillos, sigue esos ovillos. ¿Pero qué fase del agua? Claro, claro: aquí tenemos agua líquida, básicamente sangre. Es un poco como cuando los trapos de agua en la estación de paciencia. Aquí se elimina la parte vascular. Es agua que se encuentra básicamente rodeando los axones mielinizados, que tienen esas pequeñas regiones con mielina, que hacen que el curso nervioso vaya más rápido. Ese agua que va como rodeando los axones va como canalizada en cierta dirección y cuando se difunde, no se difunde digamos en todas direcciones, sino que se difunde preferentemente en ciertas direcciones. Perdona, Borja. No, que me recordaba un poco; no sé si está bien, que se pega a los fascículos, a los hilos, un poco como los trapos en la Estación Espacial Internacional que los estrujan y se queda toda el agua pegada, ese tipo de comportamiento por la tensión superficial. Exactamente, es básicamente la tensión superficial; claro, esto es muy diferente porque esto es un entorno muy cerrado, ¿vale? Estamos hablando de que hay, pero hay mucha agua que se mueve. Entonces, una de las técnicas de resonancia magnética nuclear, recordemos que la resonancia magnética nuclear permite obtener imágenes, básicamente se envían impulsos a ciertas frecuencias que interaccionan con los núcleos de átomos o los átomos que forman…
Significado #1 · Palabras #1
Juan Carlos Gil explica una propiedad inusual del agua: su densidad no siempre aumenta al enfriarse, sino que alcanza un máximo a 4 grados centígrados antes de disminuir.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #10densidad del agua a 4 grados centígradoshielo menos denso que aguacongelación del agua a 0 grados…universal de la biología terrestre. Todos los organismos que conocemos dependen del agua. Su molécula es realmente simple: H2O, hidrógeno, oxígeno, hidrógeno. Y sin embargo, el agua se comporta de una forma muy, muy sorprendentemente compleja a veces. Para empezar, sonora a muchos, el agua al enfriarse no se hace más densa todo el rato como la gran mayoría de las sustancias en el camino hacia la congelación, sino que presenta un máximo de densidad a 4 grados centígrados a presión atmosférica, digo, y luego disminuye un poquito a temperaturas más bajas, incluso cuando se congela el agua a 0 grados, de tal forma que el hielo es menos denso que el agua y por eso flota sobre ella, lo que podría ser una curiosidad sin más, pero No es así, es crucial para la vida. Si el hielo se hundiese, los lagos, los mares, al congelarse, pues lo harían de abajo hacia arriba y con toda probabilidad no estaríamos haciendo un podcast porque el planeta estaría muerto. En cambio, una pequeña capa de…
Francis Villatoro explica que el campo del conectoma estructural estudia cómo las diferentes regiones del cerebro se conectan entre sí a través de los fascículos.
Habla: Francis VillatoroPalabras #13conectoma estructural y materia blancafascículos como haces de axonesconexión entre regiones cerebralesestudio del conectoma estructuralconectoma estructural estudia fascículosfascículos conectan regiones del cerebroaxones conectan neuronas en fascículos…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,…
Francis Villatoro explica cómo los investigadores estudian los fascículos del conectoma estructural observando el movimiento del agua dentro del encéfalo.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1movimiento del agua en fascículosdifusión anisótropa por ovillostensión superficial y ovillos cerebralesfascículos del conectoma estructuralagua líquida y sangre en el encéfalotrapos de agua estación de pacienciaaxones mielinizados y mielinadifusión del agua preferente direcciónfascículos como trapos en estación espacialtensión superficial y fascículos cerebralesestación espacial internacional y tensión…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 ovillos. Sabéis que el agua tiene mucha tensión superficial que hace que el agua se ligue en capilares, en ovillos, sigue esos ovillos. ¿Pero qué fase del agua? Claro, claro: aquí tenemos agua líquida, básicamente sangre. Es un poco como cuando los trapos de agua en la estación de paciencia. Aquí se elimina la parte vascular. Es agua que se encuentra básicamente rodeando los axones mielinizados, que tienen esas pequeñas regiones con mielina, que hacen que el curso nervioso vaya más rápido. Ese agua que va como rodeando los axones va como canalizada en cierta dirección y cuando se difunde, no se difunde digamos en todas direcciones, sino que se difunde preferentemente en ciertas direcciones. Perdona, Borja. No, que me recordaba un poco; no sé si está bien, que se pega a los fascículos, a los hilos, un poco como los trapos en la Estación Espacial Internacional que los estrujan y se queda toda el agua pegada, ese tipo de comportamiento por la tensión superficial. Exactamente, es básicamente la tensión superficial; claro, esto es muy diferente porque esto es un entorno muy cerrado, ¿vale? Estamos hablando de que hay, pero hay mucha agua que se mueve. Entonces, una de las técnicas de resonancia magnética nuclear, recordemos que la resonancia magnética nuclear permite obtener imágenes, básicamente se envían impulsos a ciertas frecuencias que interaccionan con los núcleos de átomos o los átomos que forman…
Francis Villatoro explica cómo el movimiento browniano de las moléculas de agua en un líquido es completamente aleatorio e irregular, y cómo esto implica que normalmente se mueven en todas direcciones de manera uniforme.
Habla: Francis VillatoroSignificado #4 · Palabras #5resonancia magnética de difusión moléculas aguapropagación moléculas agua fasetrabajos resonancia magnética 2010francis villatoro estudio difusionimagen del encéfalo resonancia magnéticamoléculas de agua y señal t2ángulo estimado movimiento moléculas aguaflechitas indicando ángulo movimientoresonancia magnética nuclear y moléculas de aguapatrones en el movimiento del agua cerebraldifusión aleatoria del agua entre píxelescanalización del agua por flechitasdifusión como comportamiento difusivoagua en los vasos sanguíneosvida como proceso multidireccionalvitalidad y comportamiento difusivomovimiento browniano moléculas aguadifusión isótropa movimiento moleculardirecciones aleatorias píxeles imagenoperación sobre imágenes valor bajodifusión anisótropa del agua cerebralfascículos o hilitos de axonesreconstrucción imágenes tridimensionales fascículosvectorcitos de fase y conectividad estructuralrepresentación conectividad estructural encéfalo…pulso dividida entre una imagen de los ecos del segundo pulso, yo tengo una imagen de cómo ha cambiado la fase, es decir, cómo ha rotado, cómo se ha movido la molécula en un cierto camino. Con lo que yo puedo construir, esto se llama resonancia, imagen por resonancia magnética de difusión, yo estudio cómo se difunde esas moléculas del agua viendo estas variaciones de fase Yo comparto, digamos, tengo una imagen hace muchos años. Esto es una cosa 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 variado, cómo se ha movido ese pequeño volumen de agua y cómo han rotado los núcleos de los átomos que forman las moléculas de agua de tal manera de que yo si veo que hay una correlación entre estas flechitas; tengo un mapa de flechitas, y donde veo que las flechitas más o menos están haciendo un comportamiento que puede ser predecible, todas se mueven, digamos, en un cierto sentido, digo, ahí hay algo que la está canalizando el agua. Y hay otros lugares donde el agua, entre píxeles, el resultado es prácticamente aleatorio, porque la difusión es completamente, un comportamiento completamente difusivo. Entonces, eso ocurre por ejemplo, en los vasos sanguíneos. Perdona, es que esta es otra frase para titular: la difusión es un comportamiento difusivo. Sí, sí, sí. Es como la vida es vital. La vida es vital, sí, es un comportamiento, digamos, en todas las direcciones, ¿no? Básicamente las moléculas del agua en un líquido se mueven con movimiento browniano, ¿vale? Es un movimiento completamente aleatorio, debido a choques, etcétera, y entonces es un movimiento muy irregular, ¿no? Y entonces a priori el movimiento difusivo habitual es completamente isótropo: se mueven en todas direcciones. Como se mueve en todas direcciones, en una región en la que yo me muevo en todas direcciones, lo que tengo es que estas flechitas en cada píxel tienen direcciones completamente diferentes; entonces no hay una dirección preferencial. 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.…