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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 2025Francis Villatoroimágenes 3DSangDP-SCANNature CommunicationDFTJuan Carlos GilTIP 4P 2005MRI de difusión
Técnica de difusión del Agua 2010
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…
Significado #1 · Palabras #1
Juan Carlos Gil menciona el trabajo fundacional de Sang de 2018 y su posterior refinamiento hasta llegar al potencial DP-SCAN de 2023, que reproduce fielmente las propiedades del agua líquida.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #10enlaces oxígeno e hidrógeno permanentesautoionización del agua naturalintercambio de hidrógenos entre moléculasdinámica molecular con potencial profundocálculo dft del mapa de potencialtrabajo fundacional sang 2018potencial para el agua dp-scan 2023reproduce propiedades del agua líquida…de interacción que dio lugar a toda una familia de variantes con cuatro centros, cuyo campeón absoluto es el TIP 4P 2005, publicado por Abascal y Vega en 2005 y que sigue siendo a día de hoy el estándar de oro para simular agua y hielo con modelos rígidos. Pero todos estos modelos tienen una limitación grave y es que obviamente los enlaces, cada oxígeno tiene sus dos hidrógenos apareados de por vida, son sus hidrógenos y esos enlaces no se rompen, no capturan los fenómenos que ocurren en el agua natural como la autoionización, el intercambio de hidrógenos entre moléculas. Por eso la técnica esta de dinámica molecular con potencial profundo, que ignora el hecho de que hay moléculas construidas, simplemente calcula el DFT, el mapa de potencial completo, pues ha tenido mucho éxito precisamente para una sustancia tan paradigmática como el agua. El trabajo fundacional de Sang de 2018 usó precisamente el agua como modelo y lo han refinado varias veces desde entonces, bueno, hasta llegar al potencial para el agua llamado DP-SCAN de 2023 que reproduce de forma muy muy fiel todas las propiedades del agua líquida en un rango amplio de condiciones. Pero, ¿qué pasa con nuestros 22 patitos? ¿Qué pasa con los hielos? ¿Quién nos permite explorar ese vasto paisaje de enlaces de hidrógeno retorcidos bajo presión? Pues es aquí, es este en el contexto en el que aparece el artículo titulado Exploración de las estructuras de los polimorfos del hielo…
Juan Carlos Gil explica que el hielo para consumo humano es interesante por su carga bacteriana e iones, y advierte sobre los peligros del agua desionizada.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #20 · Palabras #12agua desionizada y absorción de sodiosiones en el hielo para consumo humanotécnicas milicú para desionizar aguaconsumo de agua pura es peligroso…de gasolinera o el de supermercado? Me gusta el comentario de Alicia, Van de bar en bar, Van de bar en bar, qué bueno. Ese es el hielo Héctor, ¿eh? Pues el hielo, hielo es Ojalá yo tuviera esas ocurrencias. Digo, que decía siguiendo con lo de la broma de La gasonera, que el hielo, hielo es, para consumo humano lo interesante es la carga bacteriana y los iones. Ah, aquí siempre me gusta decir: existe la posibilidad de desionizar, de quitarle muchísimos iones al agua, unas técnicas que se llaman de milicú. Ese agua desionizada es muy venenosa, por utilizar una palabra que seguramente es incorrecta, porque claro, no tiene iones; en cuanto te tomas un poquito, absorbe todo lo que puede de sodios y de potasios y de cloruros de tu cuerpo, y te deshidrata, paradójicamente. El pobre, o sea, el agua pura, no bebáis agua pura, muchachos: el agua natural con sus guarrerías es muy sana. El agua deshidrata podría ser un buen titular, sí. Muy bien, muy bien. Pues nada, Juan Carlos, que disfrutes. Muchas gracias, amigos, ya os leo. Un abrazo. Un placer. Hasta luego, Juan Carlos. Chao. Y no tenemos a nadie que entre en su lugar, me cachis. Nos vamos a quedar con uno menos, como cuando sacan una…
Francis Villatoro explica cómo el estudio del conectoma estructural implica observar el movimiento del agua dentro del encéfalo, comparando la situación con los trapos de agua en una estación de servicio y aclarando que se elimina la parte vascular.
Habla: Francis VillatoroSignificado #13agua líquida y sangre en el encéfalotrapos de agua estación de pacienciaaxones mielinizados y mielinadifusión del agua preferente dirección…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…
Francis Villatoro explica cómo utiliza la resonancia magnética de difusión para estudiar la propagación de moléculas de agua y menciona trabajos previos sobre el tema que datan de 2010.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #2resonancia 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 difusivo…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…
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 2025…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…
Francis Villatoro explica cómo estudios realizados a partir de 2010 han analizado la evolución del conectoma estructural con la edad.
Habla: Francis VillatoroPalabras #10conectoma estructural y edadestudios conectoma estructural 2010nature communication y conectomas4700 pacientes en estudios conectomas…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 Nature Communication ha utilizado prácticamente todas las bases de datos de estudios de este tipo disponibles, que son muchísimas, y tiene un acorte de pacientes enormes; creo que eran 4.700, algo así que recordar, eran una barbaridad de pacientes, con lo que tenemos un estudio de muy alta resolución. Combinando bases de datos, si queréis catálogos, lo que sería en astrofísica cartografiado de estrellas, pues aquí son catálogos de imágenes de resonancia magnética por difusión. Claro, si son catálogos diferentes, catálogos de personas con edades entre pocos…
Francis Villatoro comenta su opinión sobre un artículo científico que le ha obligado a comprender mejor la resonancia magnética de difusión (MRI), pero que al mismo tiempo le ha decepcionado porque no cree en sus resultados.
Habla: Francis VillatoroPalabras #18artículo científico y opinión de francis villatorodecepción con resultados de mri…de simplificación de ese espacio multidimensional en un espacio tridimensional y en espacios bidimensionales que no son fácilmente justificables; yo meto estos resultados aquí y esos resultados y a ver qué me sale. Y lo que me sale es lo que comento. Y ya os digo: es un artículo que a mí me, digamos, me ha gustado porque me ha obligado a entender un poquito cómo funciona la MRI de difusión, a leerme unos cuantos artículos sobre ese tema, pero un artículo que me ha decepcionado porque no me creo absolutamente nada. Pero literalmente, esto es imposible, esto es ficticio completamente y sin embargo los autores dicen: no, no, no, esto no. puede ser ficticio porque todos sabemos que los niños llegan a un momento que se convierten en adolescentes, todos sabemos que los adolescentes llegan a un momento en que se llegan a adultos, ¿cuándo está configurado completamente el encéfalo de un adulto?…