Las coordenadas de Talairach , también conocidas como espacio de Talairach , son un sistema de coordenadas tridimensional (conocido como "atlas") del cerebro humano, que se utiliza para mapear la ubicación de las estructuras cerebrales independientemente de las diferencias individuales en el tamaño y la forma general del cerebro. Todavía es común utilizar las coordenadas de Talairach en estudios de imágenes cerebrales funcionales y para orientar la estimulación transcraneal de las regiones cerebrales. [1] Sin embargo, métodos alternativos como el sistema de coordenadas MNI (originado en el Instituto y Hospital Neurológico de Montreal ) han reemplazado en gran medida a Talairach para la estereotaxia y otros procedimientos. [2]
El sistema de coordenadas fue creado por primera vez por los neurocirujanos Jean Talairach y Gabor Szikla en su trabajo sobre el Atlas Talairach en 1967, creando una cuadrícula estandarizada para la neurocirugía. [3] [4] La cuadrícula se basó en la idea de que las distancias a las lesiones en el cerebro son proporcionales al tamaño total del cerebro (es decir, la distancia entre dos estructuras es mayor en un cerebro más grande). En 1988 se publicó una segunda edición del Atlas Talairach , coescrita por Tournoux, y a veces se la conoce como el sistema Talairach-Tournoux. Este atlas se basó en una única disección post mortem de un cerebro humano. [5]
El Atlas de Talairach utiliza áreas de Brodmann como etiquetas para las regiones cerebrales. [6]
El sistema de coordenadas de Talairach se define haciendo que dos puntos de anclaje, la comisura anterior y la comisura posterior , se encuentren en una línea recta horizontal. [7] Dado que estos dos puntos se encuentran en el plano medio sagital, el sistema de coordenadas está completamente definido al requerir que este plano sea vertical. Las distancias en las coordenadas de Talairach se miden desde la comisura anterior como origen (como se define en la edición de 1998). El eje y apunta posterior y anterior a las comisuras, la izquierda y la derecha son el eje x, y el eje z está en las direcciones ventral-dorsal (abajo y arriba). [8] Una vez que el cerebro se reorienta a estos ejes, los investigadores también deben delinear los seis contornos corticales del cerebro: anterior, posterior, izquierdo, derecho, inferior y superior. [9] En el atlas de 1967, la izquierda tiene coordenadas positivas, mientras que en el atlas de 1988, la izquierda tiene coordenadas negativas.
Al definir puntos de referencia anatómicos estándar que se pueden identificar en diferentes sujetos (las comisuras anterior y posterior), se hizo más fácil deformar espacialmente una imagen cerebral individual obtenida mediante resonancia magnética (MRI), tomografía por emisión de positrones (PET) y otros métodos de obtención de imágenes para adaptarla a este espacio de Talairach estándar. Luego, se pueden hacer inferencias sobre la identidad del tejido en una ubicación específica consultando el atlas.
El área de Brodmann es una ilustración de un mapa citoarquitectónico del cerebro humano publicado por Korbinan Brodmann en su monograma de 1909. El mapa de Brodmann divide la corteza cerebral en 43 partes diferentes, que se hacen visibles en secciones histológicas teñidas del cuerpo celular. Años después, un gran grupo de neurocientíficos todavía utiliza el mapa de Brodmann para la localización de datos de neuroimagen que se obtienen en cerebros humanos vivos. [10]
De hecho, algunas técnicas de neuroimagen pretendían utilizar el área de Brodmann como guía para las coordenadas de Talairach. Además, estas tecnologías demuestran que las tareas experimentales en un espacio de referencia común son posibles mediante la obtención de imágenes del cerebro humano vivo mediante el registro de funciones y la ejecución y definición de datos arquitectónicos.
El mapa de Brodmann resultó útil en diversos paquetes de software de neuroimagen y atlas estereotáxicos, como el atlas de Talairach. Este atlas también sirve como demostración de los problemas inherentes (es decir, las impresiones de coincidencias entre los límites areales y los puntos de referencia de los surcos pueden llevar a conclusiones erróneas en términos de localización de los límites citoarquitectónicos o el uso del mapa de Brodmann sin conocimiento del texto que acompaña al dibujo puede llevar a los investigadores a conclusiones falsas). [10]
El sistema de coordenadas MNI, también conocido como espacio MNI, son múltiples sistemas de coordenadas cerebrales estereotáxicas creados por el Instituto y Hospital Neurológico de Montreal . [11] [12] [13] De manera similar a las coordenadas de Talairach, las coordenadas MNI se pueden utilizar para describir la ubicación de estructuras cerebrales particulares, sin tener que tener en cuenta las diferencias cerebrales individuales. Sin embargo, como el sistema de Talairach "no es representativo de la población en general", las coordenadas MNI se desarrollaron a partir de datos de resonancia magnética recopilados de muchos individuos, en un esfuerzo por crear un sistema de coordenadas neuronales que pudiera ser más generalizable. [14] Las coordenadas MNI se han hecho coincidir con las coordenadas de Tailarach para permitir que los puntos de referencia se correspondan. [14]
El espacio MNI original fue MNI 305, que se creó a partir de 305 imágenes alineadas de Tailarach, de las cuales se tomó una imagen cerebral media. [11] [15] MNI 152 (también conocido como ICBM 152) se creó más tarde con imágenes de resonancia magnética de mayor resolución que se registraron en MNI 305, y de las cuales se tomó una media. [12] [13] [15] MNI 152 se compone además de diferentes atlas, con diferentes restricciones, como hemisferios cerebrales alineados linealmente/no linealmente y simétricos o no simétricos. [12]
La mayoría de los paquetes de software de neuroimagen pueden convertir las coordenadas de Talairach a MNI. Sin embargo, las disparidades entre las coordenadas de MNI y Talairach pueden impedir la comparación de resultados entre diferentes estudios. Este problema es más frecuente en situaciones en las que las disparidades de coordenadas deben corregirse para reducir el error, como en los metanálisis basados en coordenadas. Existe la posibilidad de que estas disparidades puedan mitigarse mediante la transformada de Lancaster, que puede adoptarse para minimizar la variabilidad en la literatura sobre estrategias de normalización espacial. [16]
El registro no lineal es el proceso de mapear las coordenadas de Talairach a las coordenadas específicas del sujeto y generar un mapa no lineal en un intento de compensar las diferencias de forma reales entre ambos. El registro suele ser no lineal porque el atlas de Talairach no es una simple transformación rígida (o incluso una transformación afín ) del cerebro de un sujeto. [17]
El atlas de Talairach todavía se utiliza comúnmente en términos de las técnicas de neuroimagen disponibles, pero la falta de un modelo tridimensional del cerebro original dificulta que los investigadores mapeen ubicaciones de imágenes de resonancia magnética anatómica tridimensionales al atlas de manera automática. Métodos anteriores como MNI han intentado mitigar este problema a través de un mapeo lineal y por partes entre el modelo de Talairach y el de MNI, pero solo pueden dar cuenta de las diferencias en la orientación y el tamaño generales del cerebro y, por lo tanto, no pueden dar cuenta correctamente de las diferencias de forma reales. [18]
Los cerebros objetivo actuales no son adecuados para la investigación actual (es decir, son promedio, solo se pueden usar en estudios de mapeo cerebral objetivo de MRI de baja resolución o son un solo cerebro). La plantilla cerebral de alta resolución optimizada (HRBT), un cerebro objetivo de MRI de alta resolución, es una técnica que puede ayudar en los problemas mencionados anteriormente. Esta optimización se puede realizar para ayudar a reducir los sesgos anatómicos individuales de la HBRT ICBM original. La HRBT optimizada es más adecuada para hacer coincidir anatómicamente grupos de cerebros. [19]
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