Resonancia Magnética Funcional de Sodio (NARS) Relacionada con la Actividad Neuronal Revela Dinámicas Neuronales de...

Área de la Ciencia:

• Neuroimagen
• Resonancia Magnética (RM)
• Neurociencia

Sus antecedentes:

• Los métodos actuales de neuroimagen no invasiva carecen de resolución de milisegundos para el mapeo directo de la actividad neuronal.
• La resonancia magnética funcional hemodinámica (basada en ¹H) tiene limitaciones temporales y espaciales debido a su origen vascular, especialmente cuando el acoplamiento neurovascular se altera en enfermedades.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una plataforma de resonancia magnética funcional de sodio (²³Na) ultrarrápida para el mapeo directo de la actividad neuronal a escala de milisegundos.
• Establecer la resonancia magnética funcional de sodio relacionada con la actividad neuronal (NARS) como una técnica viable de neuroimagen.

Principales métodos:

• Se desarrolló un sistema de resonancia magnética funcional de sodio (²³Na) ultrarrápido a 14 T utilizando una lectura de eco de gradiente 3D k-t reorganizada (TR/TE, 10 ms/1 ms).
• Se integró una bobina de RF implantable y adquisición controlada por respiración para una tasa de muestreo y SNR mejoradas.
• Se validó el método en ratas y ratones utilizando estimulación de la pata somatosensorial y fotometría simultánea de glutamato iGluSnFR.

Principales resultados:

• Se demostró una disminución localizada de la señal de ²³Na de aproximadamente 2-3% en la corteza somatosensorial de la pata (FP-S1) dentro de los 10-30 ms posteriores a la estimulación.
• Se observó que el patrón de la señal NARS se correlacionaba bien con los mapas convencionales de resonancia magnética funcional BOLD.
• Se encontró que los mayores transitorios de glutamato evocados coincidían con mayores disminuciones de NARS, lo que apoya un origen neuronal.

Conclusiones:

• La resonancia magnética funcional de sodio relacionada con la actividad neuronal (NARS) mapea con éxito la actividad neuronal a resolución de milisegundos.
• La respuesta negativa observada de NARS se atribuye a la redistribución de iones de sodio dependiente de la actividad.
• La resonancia magnética funcional NARS ofrece una nueva y prometedora herramienta para el mapeo neuronal directo a mesoescala en la investigación neurocientífica.