Innovazioni nel Campo della Risonanza Magnetica: Il Fantasma Cerebrale Stampato in 3D
Un team di ricerca composto da esperti dell’Università di Medicina di Vienna e della TU Vienna ha realizzato un avanzamento significativo nel campo della diagnostica neurale: lo sviluppo del primo modello di “fantasma cerebrale” stampato in 3D. Questo modello, che replica la complessa struttura delle fibre cerebrali, è studiato per essere analizzato tramite una tecnica di risonanza magnetica specializzata, conosciuta come dMRI. L’impiego di questi modelli promette di accelerare la ricerca su malattie neurodegenerative quali Alzheimer, Parkinson e sclerosi multipla, come illustrato in uno studio pubblicato sulla rivista “Advanced Materials Technologies”.
L’Importanza della Risonanza Magnetica nella Diagnosi Neurologica
La risonanza magnetica (MRI) rappresenta uno strumento diagnostico di rilevanza critica, soprattutto per l’esame del cervello, poiché permette di indagare struttura e funzioni cerebrali senza esporre il paziente a radiazioni. La variante dMRI, in particolare, fornisce dati sulla direzione delle fibre nervose. Tuttavia, interpretare con esattezza la direzione delle fibre in punti dove queste si incrociano rappresenta una sfida a causa della sovrapposizione di segnali. Per affrontare questa problematica, il progetto congiunto tra MedUni Vienna e TU Vienna ha portato alla creazione di un modello tridimensionale dettagliato, o “fantasma”, che simula fedelmente la struttura del tessuto cerebrale.
Un Cubo Rivelatore: La Struttura del Fantasma Cerebrale
Il modello, nonostante le dimensioni ridotte e la forma cubica, contiene microcanali ripieni d’acqua che imitano la sottigliezza delle fibre nervose, con diametri estremamente fini, persino inferiori a quelli di un capello umano. Il metodo di stampa utilizzato per realizzare questo modello è la polimerizzazione a due fotoni, una tecnica che permette la creazione di strutture dettagliate su scala nanometrica e micrometrica. Questa scelta di produzione, inusuale per la stampa di oggetti di dimensioni maggiori, è stata adottata per garantire una fedele riproduzione delle strutture nervose cerebrali.
Tecnologia di Stampa 3D e Analisi dMRI: Un Binomio Vincente
La collaborazione tra i campi della risonanza magnetica e della stampa 3D, insieme all’esperienza condivisa con le università di Zurigo e l’ospedale universitario di Amburgo-Eppendorf, ha permesso di affinare ulteriormente le tecniche di dMRI. Analogamente ai progressi nella fotografia digitale, che vedono miglioramenti non tanto nell’hardware quanto nel software di elaborazione delle immagini, l’introduzione di questi modelli cerebrali mira a perfezionare i software di analisi dMRI. Questo permette di ottenere dati di qualità superiore e di ricostruire con maggiore precisione l’architettura neuronale.
Un Futuro Promettente per la Ricerca Neurologica
Utilizzando i fantasmi cerebrali per “addestrare” i software dMRI, è possibile generare modelli sempre più accurati e personalizzati delle strutture nervose. Questa precisione è fondamentale per analizzare aree del cervello che presentano segnali complessi, come gli incroci dei percorsi nervosi. La capacità di calibrare in maniera affidabile il software dMRI attraverso questi modelli potrebbe rivoluzionare la pianificazione chirurgica e la ricerca sulle malattie neurodegenerative.
Sfide e Prospettive Future
Nonostante il successo, il team di ricerca riconosce la necessità di superare alcune sfide, in particolare quelle legate alla scalabilità della tecnologia di stampa. La stampa di dettagli così minuti richiede tempo, soprattutto per realizzare modelli di dimensioni più ampie. Il futuro vedrà quindi non solo lo sviluppo di design ancora più complessi.
