Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Ponad 100-godzinny rezonans magnetyczny zapewnił najbardziej jak dotąd szczegółowy obraz mózgu

Recommended Posts

Dzięki ponad 100-godzinnemu skanowaniu w aparacie do rezonansu magnetycznemu uzyskano najbardziej jak dotąd szczegółowy obraz 3D ludzkiego mózgu. Naukowcy podkreślają, że rozdzielczość jest tak doskonała, że na obrazie można potencjalnie dostrzec obiekty o średnicy poniżej 0,1 mm. Wideo i dane są publicznie dostępne.

Mogąc obejrzeć najdrobniejsze szczególiki różnych struktur, np. ciała migdałowatego, akademicy mają nadzieję zrozumieć, w jaki sposób niewielkie zmiany anatomiczne wiążą się z zaburzeniami, w tym zespołem stresu pourazowego (PTSD). Zdjęcia mają potencjał, by zaawansować wiedzę nt. ludzkiej anatomii w zdrowiu i chorobie.

Zespół z Massachusetts General Hospital w Bostonie badał mózg 58-letniej kobiety, która zmarła na wirusowe zapalenie płuc. Jej podarowany do badań mózg uznano za zdrowy. Po zakonserwowaniu przechowywano go przez blisko 3 lata.

Przed rozpoczęciem skanowania Amerykanie wyprodukowali specjalną sferoidalną obudowę uretanową. Miała ona podtrzymywać mózg i jednocześnie umożliwiać wydostawanie się bąbli powietrza. Zabezpieczony mózg trafił do maszyny na prawie 5 dni.

Obrazy w tak wysokiej rozdzielczości uzyskano dzięki temu, że 1) mózg był całkowicie nieruchomy (badania nie zakłócały np. procesy fizjologiczne, w tym oddech czy przepływ krwi), 2) skanowanie trwało tak długo, a 3) naukowcy dysponowali 7-teslowym urządzeniem.

Wyniki zostały opublikowane w piśmie bioRxiv.

 


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Izraelscy specjaliści zwracają uwagę na słabe zabezpieczenia sprzętu medycznego i sieci. Stworzony przez nich wirus tak manipulował obrazami wykonanymi za pomocą tomografii komputerowej i rezonansu magnetycznego, że pojawiały się na nich fałszywe guzy nowotworowe. Złośliwe oprogramowanie było też zdolne do usuwania z obrazów rzeczywiście istniejących guzów i nieprawidłowości. W obu przypadkach tego typu atak może mieć poważne konsekwencje dla pacjenta.
      Yisroel Mirsky, Yuval Elovici i dwóch innych specjalistów z Centrum Badań nad Bezpieczeństwem Cyfrowym na Uniwersytecie Ben-Guriona mówią, że np. taki atak można np. przeprowadzić na polityka, by skłonić go do wycofania się z wyborów.
      Izraelczycy dowiedli, że to, co mówią, to nie tylko teoria. Podczas testów wykorzystali swoje oprogramowanie do zmanipulowania zdjęć płuc wykonanych za pomocą tomografu. Zdjęcia dano do przeanalizowania trzem doświadczonym radiologom. Okazało się, że diagnoza niemal zawsze była nieprawidłowa. Tam, gdzie złośliwe oprogramowanie dodało fałszywe guzy nowotworowe, radiolodzy w 99% przypadków zdiagnozowali chorobę. Tam, gdzie prawdziwe guzy nowotworowe zostały usunięte przez wirusa, radiolodzy w 94% przypadków orzekli, że pacjent jest zdrowy. Nawet wówczas, gdy radiologom powiedziano, że będą mieli do czynienia ze zmanipulowanymi obrazami i dano im do przeanalizowali kolejny zestaw zdjęć, to w przypadku tych fotografii, na których wirus dodał fałszywego guza radiolodzy w 60% zdiagnozowali chorobę, a tam, gdzie złośliwy kod guza usunął, radiolodzy w 87% przypadków stwierdzili, że pacjent jest zdrowy. Jeszcze gorzej niż ludzie poradziło sobie oprogramowanie, które jest często wykorzystywane przez radiologów do potwierdzenia diagnozy. Ono w 100% dało się oszukać fałszywym guzom.
      Byłam zaszokowana, przyznaje Nancy Boniel, radiolog z Kanady, która brała udział w badaniach. Poczułam się tak, jakby ktoś usunął mi grunt spod stóp. Zostałam bez narzędzia diagnostycznego.
      Mirsky, Elovici i inni przeprowadzili eksperymenty ze zdjęciami płuc, jednak są pewni, że ich atak będzie też działał w przypadku guzów mózgu, chorób serca, zatorów żylnych, uszkodzeń rdzenia kręgowego, złamań kości, uszkodzeń więzadeł oraz artretyzmu.
      Złośliwe oprogramowanie może losowo dodawać fałszywe guzy do wszystkich obrazów, powodując w szpitalu chaos oraz spadek zaufania personelu do sprzętu medycznego, może też wyszukiwać konkretnych pacjentów po ich nazwisku czy numerze identyfikacyjnym i dodawać fałszywe informacje tylko do ich diagnoz. To zaś oznacza, że osoba poważne chora może nie otrzymać pomocy, a osoby zdrowe zostaną poddane niepotrzebnym, ryzykownym i szkodliwym zabiegom leczniczym. Co więcej, program może też śledzić kolejne badania konkretnego pacjenta i dodawać do nich guzy, fałszywie informując o rozprzestrzenianiu się choroby, lub też pokazywać, że guzy się zmniejszają, sugerując, iż leczenie działa. Jest ono też zdolne do manipulowania wynikami badań klinicznych, przekazując fałszywe dane na temat testowanych leków czy technik leczniczych.
      Mirsky mówi, że atak jest możliwy do przeprowadzenia, gdyż szpitale nie podpisują cyfrowo skanów. Obrazy wykonane przez tomograf i rezonans są przesyłane do stacji roboczych oraz baz danych. Gdyby obrazy cyfrowo podpisywano, a transmisję szyfrowano, niezauważona zmiana obrazu byłaby niemożliwa. Jako, że nie jest to robione, osoba z dostępem do sieci szpitala może zainfekować ją szkodliwym kodem.
      Szpitale przywiązują bardzo dużą uwagę do prywatności. Ale tylko tam, gdzie dane są dzielone z innymi szpitalami czy jednostkami zewnętrznymi. Tutaj istnieją bardzo ścisłe przepisy dotyczące ochrony danych osobowych i medycznych. Jednak to, co dzieje się wewnątrz szpitala to inna historia, stwierdza Mirsky. To, jak się okazuje, problem nie tylko Izraela. Fotios Chantzis, główny inżynier odpowiedzialny za bezpieczeństwo w amerykańskiej Mayo Clinic potwierdza, że sytuacja taka jest możliwa i że wewnętrzne sieci szpitali zwykle nie są zabezpieczone. Wiele szpitali uważa bowiem, że ich sieci są niedostępne z zewnątrz. Nawet tam, gdzie sieci wewnętrzne umożliwiają szyfrowanie, to nie jest ono używane np. ze względów na obawy o kompatybilność ze starszym, wciąż wykorzystywanym, oprogramowaniem.
      Podczas przygotowywania swojego szkodliwego kodu naukowcy z Uniwersytetu Ben Guriona wykorzystali techniki maszynowego uczenia się, za pomocą których wytrenowali wirusa tak, by szybko przedostawał się do obrazów przesyłanych przez sieć szpitalną oraz by dopasowywał umieszczane przez siebie na zdjęciu fałszywe informacje do anatomii pacjenta. Dzięki temu fałszywe guzy wyglądały bardziej realistycznie. Wirus może działać w trybie całkowicie automatycznym, zatem wystarczy wpuścić go do sieci, a wykona swoją pracę bez nadzoru i oczekiwania na polecenia od napastnika.
      Infekcji można dokonać albo mając dostęp do szpitalnych urządzeń i podłączając się do nich za pomocą kabla lub też wykorzystując internet. Izraelczycy odkryli bowiem, że wiele sieci szpitalnych jest albo wprost podłączonych do internetu, albo też w szpitalu istnieje urządzenie, które ma dostęp jednocześnie i do internetu i do sieci wewnętrznej szpitala.
      Izraelczycy przeprowadzili nawet atak na szpital w swoim kraju. Mirsky dostał się, po godzinach pracy, na oddział radiologii i podłączył urządzenie ze złośliwym kodem do wewnętrznej sieci. Cała operacja zajęła mu zaledwie 30 sekund. Nikt go nie niepokoił, nie pytał, co tam robi. Dyrekcja szpitala wydała pozwolenie na przeprowadzenie testu, ale personel nie był o niczym poinformowany.
      Mirsky mówi, że najlepszym sposobem na uniknięcie tego typu ataków byłoby szyfrowanie komunikacji wewnątrzszpitalnej i cyfrowe podpisywanie wszystkich danych, komputery powinny być tak skonfigurowane, by wszczynać alarm, gdy tylko których z obrazów nie jest odpowiednio podpisany. Jednak, jak zauważają specjaliści, nie jest to takie proste. Wielu szpitali nie stać na takie rozwiązania lub też używają starych, często 20-letnich, technologii, które nie wspierają szyfrowania i cyfrowych podpisów. To zmiany, które wychodzą daleko poza same urządzenia i dotyczą całej infrastruktury sieci, zauważa Suzanne Schwartz z amerykańskiej FDA.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wg radiologów, pewnego dnia rezonans magnetyczny (MRI) może pomóc w przewidywaniu ryzyka demencji.
      W ramach niewielkiego badania naukowcy ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Waszyngtona w St. Louis i Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco wykazali, że skany MRI pozwalają z 89% trafnością przewidzieć, u kogo w ciągu 3 lat rozwinie się demencja.
      Obecnie trudno jest powiedzieć, czy dana starsza osoba, która znajduje się w normie poznawczej lub cierpi na łagodne zaburzenia poznawcze [ang. mild cognitive impairment, MCI], będzie prawdopodobnie mieć demencję. My zademonstrowaliśmy, że za pomocą pojedynczego rezonansu da się przewidzieć demencję średnio 2,6 roku przed wystąpieniem klinicznie wykrywalnych objawów utraty pamięci - podkreśla dr Cyrus A. Raji.
      Neurolodzy mogą oszacować ryzyko choroby Alzheimera za pomocą Krótkiej Skali Stanu Psychicznego (Mini-Mental State Examination, MMSE) albo za pomocą badania wersji genu apolipoproteiny E (ApoE4 zwiększa je nawet 12-krotnie). W ramach opisywanego studium trafność tych metod sięgała 70-80%. Pozytonowa tomografia emisyjna (PET), która unaocznia blaszki beta-amyloidu, to dobra, ale droga metoda wykrywania wczesnych przejawów choroby Alzheimera. Poza tym badanemu trzeba podać substancję promieniotwórczą, a nie wszystkie szpitale mają coś takiego na stanie.
      Ponieważ MRI jest szeroko dostępne, Raji i współpracownicy postanowili przeanalizować skany w poszukiwaniu objawów fizycznych zbliżającego się pogorszenia formy poznawczej. Amerykanie bazowali na jednym z rodzajów rezonansu magnetycznego - obrazowaniu tensora dyfuzji, które mierzy dyfuzję cząsteczek wody w tkance. Zależało im na ocenie stanu zdrowia istoty białej.
      Obrazowanie tensora dyfuzji to sposób na pomiar przemieszczania się cząsteczek wody wzdłuż szlaków istoty białej.
      Dzięki danym zgromadzonym w ramach Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative zidentyfikowano 10 osób, których zdolności poznawcze pogorszyły się w ciągu 2 lat. Pod względem wieku i płci dopasowano do nich równoliczna grupę z niezmieniającymi się zdolnościami poznawczymi. Średni wiek dla obu grup wynosił 73 lata. Później naukowcy przeanalizowali wyniki obrazowania tensora dyfuzji dla wszystkich 20 osób.
      Okazało się, że pacjenci, u których nastąpiło pogorszenie formy poznawczej, mieli znacząco więcej oznak uszkodzenia istoty białej. Akademicy powtórzyli analizy na innej grupie 61 ludzi (tym razem posłużyli się bardziej precyzyjną metodą pomiaru integralności istoty białej). Patrząc na mózg jako całość, mogli przewidzieć ryzyko spadku formy poznawczej z 89% trafnością. Gdy skupiali się na częściach mózgu, które najczęściej wykazują uszkodzenia, trafność rosła do 95%.
      Raji podkreśla, że teraz należy powtórzyć badania na większej próbie i opracować skomputeryzowane narzędzia, które mogłyby porównywać skany pacjentów ze standardem.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Czemu starsi kierowcy powodują wypadki głównie na skrzyżowaniach? Psycholodzy twierdzą, że mamy do czynienia nie tylko z pogorszeniem wzroku czy wydłużeniem czasu reakcji, ale i ze złymi przyzwyczajeniami, które - co pocieszające - można wyeliminować dzięki programowi treningowemu.
      Alexander Pollatsek, który sam jest kierowcą po siedemdziesiątce, podkreśla, że duży odsetek przypadków niezachowywania dostatecznej ostrożności na skrzyżowaniu jest raczej wynikiem strategii czy nastawienia, a nie problemów z mózgiem. To problem z oprogramowaniem, a nie sprzętem. Bojąc się, że na kogoś najadą, starsi kierowcy skupiają się na samochodzie z przodu. Niestety, ta strategia nie przydaje się na skrzyżowaniu, ponieważ najczęściej zdarzają się tu uderzenia z boku. Nie wystarczy patrzeć przed siebie, trzeba też przeskanować "flanki".
      Pollatsek przeanalizował ze współpracownikami wyniki dwóch wcześniejszych studiów. W ramach pierwszego porównywano starszych kierowców powyżej 70. r.ż. z młodszymi doświadczonymi kierowcami w wieku 25-55 lat. Badani jeździli prawdziwym samochodem, jednak pokonywana przez nich trasa była wyświetlaną symulacją. Kierowcy zbliżali się do 3 typów skrzyżowania i mieli skręcić. W przypadku pierwszego wzdłuż głównej ulicy przebiegało wzniesienie. Gdyby nadjeżdżał drugi samochód, przez dłuższy czas nie byłoby go widać. W przypadku dwóch pozostałych skrzyżowań - bez względu na to, czy skręcało się z ulicy podporządkowanej w główną, czy z głównej w boczną - widok zasłaniały drzewa. Problem sprawiały też łuki drogi. Okazało się, że starsze osoby rzadziej i krócej patrzyły na krytyczny obszar, skąd mógł się wyłonić inny pojazd.
      W drugim studium oceniano skuteczność programu treningowego. Starszych kierowców rozlosowano do 3 grup. Nagrywano ich podczas jazdy samochodem z domu do samodzielnie wybranego celu. Zadanie jednej z grup (kontrolnej) się na tym kończyło, jednak dwie pozostałe przeszły trening: bierny lub aktywny. Grupa pasywna wysłuchała 30-40-min wykładu na temat niebezpieczeństw czyhających na skrzyżowaniach i prawidłowych sposobów ich pokonywania. Grupa z aktywnym nauczaniem obejrzała nagranie własnej jazdy. Wskazywano popełnione błędy, choć psycholodzy ujawnili, że w większości przypadków nie było to konieczne, bo ludzie sami wcześniej dostrzegali swoje uchybienia. Potem przychodził czas na ćwiczenie w symulatorze prawidłowego skanowania wzrokiem i skręcania oraz wykład - taki sam jak w grupie z biernym treningiem. Przy ponownym teście grupy kontrolna i z pasywnym treningiem nadal jeździły źle, lecz przedstawiciele 3. zaczęli prowadzić jak młodsi kierowcy (a wzrok ani tempo reagowania nie uległy przecież nagłej poprawie). Po roku nadal było widać efekty uczenia.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chińska pisarka Mian Mian pozwała Google'a o naruszenie należących do niej praw autorskich. To pierwszy w Chinach pozew cywilny związany z prowadzonym przez Google'a projektem skanowania książek.
      Akcja większości dzieł Mian Mian toczy się w półświatku, wśród seksu, narkotyków i alkoholu.
      Google nielegalnie zeskanowało trzecią nowelę Mian Mian pt. "Toksyczni kochankowie". Książki 39-letniej pisarki są zakazane w Chinach, jednak biją rekordy popularności na czarnym rynku.
      Mian Mian domaga się od Google'a 8900 dolarów odszkodowania. Zdaniem Chińskiego Towarzystwa Praw do Dzieł Pisanych Google zeskanował już dziesiątki tysięcy książek chińskich autorów. Towarzystwo chce, by korporacja przeprosiła za naruszenie prawa i wypłaciła odszkodowania.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Sąd w Paryżu orzekł, że Google narusza prawo skanując książki i udostępniając ich fragmenty bez zgody właścicieli praw autorskich. Wyszukiwarkowy gigant został skazany na grzywnę w wysokości 10 000 euro dziennie, którą będzie musiał płacić do czasu, aż nie zdejmie z Sieci udostępnionych tam dzieł. Ponadto ma zapłacić 300 000 euro odszkodowania wydawnictwu La Martiniere, które pozwało go do sądu.
      Przedstawiciele Google'a zapowiedzieli złożenie apelacji.
      Serge Eyrolles, szef organizacji Syndicat National de l'Edition mówi, że koncern Page'a i Brina zeskanował już 100 000 francuskich książek, z czego 80% jest chronionych prawem autorskim. Oczywiście nie ma on nic przeciwko współpracy wydawców z Google'em, chce jednak, by firma "przestała się bawić w kotka i myszkę oraz zaczęła przestrzegać praw do własności intelektualnej".
      Philippe Colombet, odpowiedzialny we francuskim Google'u za projekt skanowania, uważa, że nie narusza on ani praw obowiązujących we Francji, ani w USA.
      Obiekcje wobec postępowania Google'a wyrażali już urzędnicy w USA, Niemczech i Francji.
×
×
  • Create New...