Presentiamo l'Atlas Spina Bifida Aperta

Gli atlas di neuroimaging sono strumenti super importanti per analizzare le immagini del cervello. Sono fatti di template che mostrano le caratteristiche comuni del cervello umano. Questi template si creano mediando le immagini cerebrali di un gruppo di persone per rappresentare una popolazione specifica. Gli atlas includono anche mappe che etichettano diverse aree del cervello.

Negli studi di neuroimaging, il modo più comune per creare questi atlas è usando immagini di Risonanza Magnetica (MRI) da un gruppo di persone. Questi individui rappresentano il gruppo specifico che l’atlas deve rappresentare. Le immagini MRI vengono aggiustate e allineate a un sistema di coordinate standard, il che rende più facile confrontarle. Gli atlas sono particolarmente utili per misurare le differenze nell'anatomia cerebrale tra gruppi e per localizzare aree del cervello durante esperimenti funzionali. Sono davvero utili per la ricerca che coinvolge più centri.

Tuttavia, gli atlas pensati per la popolazione generale potrebbero non funzionare per gruppi specifici, come i bambini o le persone con certe malattie. Questo ha spinto i ricercatori a creare atlas più specifici per queste popolazioni. Questo è particolarmente difficile per il cervello in sviluppo, che subisce cambiamenti significativi in breve tempo. Servono atlas specifici per età, soprattutto se l'anatomia cerebrale dei neonati o di chi ha certe condizioni è diversa dal normale sviluppo.

Una condizione che colpisce lo sviluppo cerebrale è la spina bifida aperta (SBA), un'anomalia comune che colpisce il sistema nervoso centrale. La SBA si verifica quando una parte della colonna vertebrale non si chiude correttamente durante le prime settimane di gravidanza. Questo può portare a varie malformazioni cerebrali, come un corpo calloso anomalo e ventricoli ingranditi. Quando gli analisti cercano di normalizzare le immagini cerebrali di soggetti con SBA, affrontano difficoltà perché le strutture anatomiche in questi cervelli possono essere sottosviluppate o malformate.

La fase Neonatale è critica nello studio della SBA, poiché presenta frequentemente anomalie, come problemi con la migrazione neuronale. Purtroppo, non ci sono abbastanza atlas specifici per età che possano fornire contesto per analizzare le immagini MRI dei neonati con SBA. Anche se ci sono atlas per cervelli neonatali normalmente sviluppati, non ci sono atlas dedicati per chi ha SBA, rendendo la ricerca su questi individui più complessa.

Per affrontare questo problema, è stato creato un nuovo atlas aperto chiamato Open Spina Bifida Aperta (OSBA). Questo atlas si basa sull'atlas neonatale esistente e consente ai ricercatori di confrontare i risultati e supportare studi futuri sui neonati con SBA. L'atlas OSBA mira a colmare il divario nella ricerca fornendo un atlas specializzato che si allinea meglio con gli atlas cerebrali neonatali standard, facilitando così gli studi caso-controllo.

L'atlas OSBA è stato sviluppato usando metodi noti per creare file di normalizzazione e atlas. Include template MRI di neonati con SBA. Le mappe di etichettatura anatomica nell'OSBA includono vari tipi di tessuto e aree basate su definizioni dell'atlas neonatale esistente.

#Caratteristiche dell'atlas OSBA

L'atlas OSBA contiene diverse caratteristiche importanti. Include diversi tipi di immagini e mappe che aiutano a identificare varie parti del cervello. Tutte le immagini sono salvate in un formato speciale che preserva alta qualità. L'atlas include un template pesato T2, che cattura l'anatomia del cervello a una dimensione e risoluzione specifiche. Ci sono anche template di anisotropia frazionaria che hanno le stesse dimensioni. Inoltre, ci sono mappe che etichettano diverse strutture cerebrali, inclusi tessuti e regioni di interesse.

L'atlas OSBA è stato adattato per abbinarsi all'anatomia unica dei cervelli con SBA. Poiché il layout tipico del cervello può essere diverso in chi ha SBA, sono stati necessari aggiustamenti per garantire una mappatura accurata. Questo ha comportato la modifica delle regioni di interesse (ROI) esistenti utilizzate negli atlas standard per farle adattare meglio all'anatomia dei cervelli con SBA.

#Acquisizione e elaborazione MRI

Per raccogliere i dati necessari per l'atlas OSBA, i neonati sono stati sottoposti a scansioni MRI mentre venivano monitorati attentamente e sedati per garantire il loro comfort e sicurezza. Durante le scansioni, sono state scattate diverse immagini usando diverse tecniche MRI. Le immagini sono state catturate utilizzando macchine abbastanza potenti da fornire viste chiare e dettagliate del cervello.

Le scansioni cerebrali sono state selezionate in base a criteri rigorosi per garantire che solo immagini di alta qualità venissero utilizzate nella creazione dell'atlas. Dopo il processo di scansione, sono state applicate tecniche avanzate per migliorare ulteriormente le immagini. Questi passaggi includevano la correzione di eventuali distorsioni causate dai movimenti e la combinazione di più immagini per creare una vista ancora più chiara del cervello.

#Costruzione del template

Il primo passo nella costruzione dell'atlas OSBA è stato selezionare un'immagine di riferimento standard basata su cervelli neonatali sani. L'obiettivo era includere solo quelle immagini che rappresentavano meglio il cervello medio con lieve dilatazione ventricolare, assicurando che l'atlas fosse sia accurato che utile.

È stato intrapreso un processo accurato per allineare le immagini selezionate con il template standard. Questo ha comportato il ri-orientamento delle immagini e l'assicurarsi che corrispondessero correttamente all'immagine di riferimento. È stato quindi costruito un template imparziale combinando le migliori caratteristiche delle immagini selezionate in una nuova immagine di riferimento.

#Parcellizzazione anatomica e regioni di interesse

Con l'atlas OSBA, l'anatomia dei cervelli con SBA è suddivisa in diverse aree, rendendo più facile l'analisi. Le aree sono state nominate e organizzate per riflettere le caratteristiche uniche dei cervelli con SBA.

A causa delle variazioni nella struttura cerebrale causate dalla SBA, i ricercatori hanno dovuto modificare le regioni di interesse degli atlas standard per renderle più rappresentative dei cervelli con SBA. Questo ha incluso la separazione delle ROI in base alla loro posizione e prossimità ai ventricoli dilatati, che sono comuni nei casi di SBA.

#Limitazioni dell'atlas OSBA

L'atlas OSBA ha delle limitazioni in diversi modi. Primo, i dati MRI sono per lo più limitati alla fase neonatale precoce a causa di come vengono condotte le scansioni MRI. Di conseguenza, non cattura lo sviluppo continuo del cervello oltre questo periodo iniziale.

Attualmente, l'atlas contiene solo template asimmetrici, il che potrebbe portare a pregiudizi nei confronti dei confronti. Le versioni future dell'atlas OSBA potrebbero beneficiare di template simmetrici per analizzare meglio le differenze tra i lati sinistro e destro del cervello.

Inoltre, la variabilità nelle strutture cerebrali colpite dalla SBA non è completamente rappresentata nell'attuale versione dell'atlas. Man mano che i ricercatori continuano a sviluppare metodi migliori, gli aggiornamenti futuri potrebbero includere un'ampia gamma di variazioni anatomiche associate alla SBA.

Infine, l'atlas OSBA è attualmente limitato a due tipi di sequenze MRI, il che potrebbe limitare la profondità dell'analisi che i ricercatori possono effettuare. Tecniche di imaging più diverse potrebbero migliorare la comprensione della SBA e del suo impatto sullo sviluppo cerebrale.

#Conclusione

L'atlas OSBA rappresenta un passo significativo avanti nello studio della spina bifida aperta, offrendo ai ricercatori uno strumento specializzato per comprendere gli aspetti unici dei cervelli neonatali colpiti da questa condizione. Nonostante le sue limitazioni, l'atlas OSBA fornisce una base per ricerche future che possono ampliare la nostra conoscenza sull'anatomia cerebrale e lo sviluppo nei neonati con SBA. Man mano che la ricerca continua, possiamo aspettarci nuovi sviluppi che miglioreranno la nostra comprensione e il trattamento di questa e di condizioni correlate.