No.
Supongo que está interesado en obtener imágenes no solo de una neurona, por ejemplo, en las neuronas de calamar que pueden tener dimensiones de hasta x cm, sino también en la imagen de la neurona misma, para determinar la ubicación de una sinapsis particular, ya que esta es la “métrica dorada” que permitiría la simulación a través de “redes neuronales”
Hay aproximadamente 10 ^ 15 sinapsis en el cerebro. Digamos que están regularmente espaciados y distribuidos en el volumen del cerebro, aproximadamente 10 ^ 3 cc o 10 ^ 15 micrómetros cúbicos. Entonces hay una sinapsis por voxel de micrómetro cúbico.
Hay alrededor de 10 ^ 3 sinapsis por neurona, por lo que en la imagen de arriba, necesitaríamos dividirla en unos 40 x 30 píxeles para simular que se trata de un corte plano a través del cerebro. Eso se ve así:
¿No está mal? Parece que está obteniendo imágenes a nivel de neurona.
Además, supongamos que la resolución actual en un sistema de MRI se ve inhibida por el límite de difracción de las ondas de radio necesarias para obtener imágenes de un vóxel. http://en.wikipedia.org/wiki/Dif …
Podemos probar esa suposición comparando la resolución actual con la ecuación de Larmor. http://www.simplyphysics.com/pag … la “mejor resolución” actual es aproximadamente un milímetro cúbico, o 10 ^ 9 micrómetros cúbicos, y el escáner típico funciona a 1,5 T.
gamma es una constante: 42.56 Mhz por tesla para protones. 63.84 mhz es una longitud de onda de aproximadamente 4 × 10 ^ 6 micrómetros. Entonces, para obtener una buena imagen de un vóxel de 10 ^ 9 micrómetros cúbicos, se necesita experimentalmente un haz de aproximadamente 10 ^ 6 micrómetros. Entonces, necesitamos un rayo de 10 ^ -3 micrómetros para obtener imágenes de nuestro voxel de 1 micrómetro. Esto me parece razonable.
Hagamos una tabla del tamaño del campo magnético necesario para reducirlo a un micrómetro cúbico.
10T = 426 Mhz = 7 x 10 ^ 5 micrómetros
100T = 4256 Mhz = 7 x 10 ^ 4 micrómetros
1000T = 42560 Mhz = 7 x 10 ^ 3 micrómetros.
1000000000T … ~ 10 ^ -3 micrómetros.
Ya ves a dónde va esto. El imán más fuerte que se haya fabricado es de alrededor de 45T, http://www.magnet.fsu.edu/mediac … por lo tanto, ¿espera que alguna vez podamos resolver sinapsis individuales, teniendo en cuenta que un imán de 100T tendría el poder de resolución aproximado? de 10 ^ 7 sinapsis?
También se encuentra rápidamente con un problema de absorción y con el hecho de que las ondas de radio a esa frecuencia ya no son “radio”.
Las longitudes de onda inferiores a 10 mm (1 cm, 10 ^ 4 micrómetros) son absorbidas fuertemente por los gases atmosféricos, y en realidad están en el rango de la luz infrarroja. Entonces, incluso si pudiera desarrollar un económico imán de 100T que no rasgara su relleno de su boca, la humedad en el aire (el agua es un absorbente de infrarrojos excepcional) probablemente borre su capacidad para observar la señal.
Entonces, enfrenta el problema de almacenamiento de datos. 10 ^ 15 sinapsis, vóxeles, cada uno con una escala de grises de un byte para la intensidad de la señal, es un petabyte. Parece que para llegar a un petabyte, necesitamos seguir el crecimiento de las unidades de disco de la Ley de Moore hasta alrededor de 2030.
editar : porque ha habido otras dos respuestas que mencionan AFM (microscopía de fuerza atómica) como una técnica combinada con MRI, me siento obligado a señalar por qué AFM es una idea terrible. Para el fondo, lea http://en.wikipedia.org/wiki/Ato …, aunque creo que el artículo está lleno de especulaciones sin aliento.
En primer lugar, para superar la limitación de escala en la polarización de giro de frecuencia de Larmor, se utiliza una punta de AFM para pasar una muestra. Suponiendo que hemos polarizado todo el plano, entonces podemos “leer” la “fuerza” magnética sobre esa superficie un píxel a la vez moviendo un único haz de equilibrio supersensible sobre el punto exacto y haciéndolo vibrar con el campo magnético.
Con gusto tomaré cualquier apuesta que diga que esta tecnología se usará dentro de los próximos diez años para medir muestras de vida. Lea el documento: http://www.pnas.org/content/106/ … Aquí le explicamos por qué debería hacerlo también:
- Acoplamiento AFM con MRI requiere que la muestra sea absolutamente inmóvil. El movimiento browniano puede interrumpir la punta, lo que mide la escala de cambios de una escala en vigor.
- Acoplamiento AFM con MRI requiere que la muestra sea absolutamente inmóvil . Esto no se puede enfatizar lo suficiente. Un attonewton es 10 ^ -16 g acelerado por la gravedad. Puede imaginar que las mediciones a esa escala se ven completamente interrumpidas por los más mínimos movimientos, por lo que para mediciones precisas el sujeto debe estar congelado a casi cero absoluto para eliminar todo movimiento.
- También restringe el tamaño de la muestra que se puede estudiar al tamaño de micrómetro o menos fino para sistemas aislados, no aptos para el escaneo de neuronas vivas a menos que los arranque uno a uno y los mida.
- Lleva una eternidad Cada píxel se “ensambla” en un escaneo de un minuto. El virus TM tiene una imagen de 60 × 32 píxeles, presumiblemente una exploración en 2d realizada durante 32 horas.
- Los seres vivos necesitan estar no congelados, aún vivos, permitidos para moverse. Si estamos resolviendo un punto en el tiempo, es necesario recopilar un petabyte de datos (para un cerebro) en unos segundos mientras el paciente / muestra está inmóvil.
- Nunca será superior (lectura, rentable) en comparación con el microscopio electrónico y / o el AFM 3D simple para muestras congeladas
- Es poco probable que el ancho de banda pueda admitir la recopilación de un petabyte de información en la “velocidad de obturación” de 1/25 de segundo para capturar un mínimo de desenfoque dentro de nuestra vida útil. Son 25000 enrutadores de terabits casi listos para la vida ( http://gigaom.com/broadband/the- …) que transfieren datos de un escaneo a nuestra futura computadora, en lugar de pasar el tráfico de grandes ISP. Esto está muy por encima incluso de las predicciones singulares más sin aliento. (El estándar de 100 gigabits, 802.3ba, se finalizó en 2010)
