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miércoles, 11 de julio de 2012

Brains are Different on Macs

ORIGINAL: Neuroskeptic
THURSDAY, 14 JUNE 2012

Update - A number of articles linking to this post are wrongly stating that FreeSurfer is medical software used to diagnose diseases or measure the size of brain tumors. It's not. It is purely for research purposes as the software license states, "The Software has been designed for research purposes only and has not been reviewed or approved by the Food and Drug Administration or by any other agency. CLINICAL APPLICATIONS ARE NEITHER RECOMMENDED NOR ADVISED." 

Last month, neuroscientists were warned about potential biases in SPM8, a popular software tool for analysis of fMRI data.


FreeSurfer is one of the major image analysis packages and amongst other things, you can use it to measure the size of different parts of the brain. 

German Dutch researchers Ed Gronenschild and colleagues took a set of 30 brains and got FreeSurfer to estimate the size and thickness of various structures. Then they did the same thing, on the exact same brains, with a different version of the software.

They found substantial differences in regional volumes, depending upon the version of FreeSurfer used. Running the same version of the software on a Mac vs a PC also created differences, and even the version of Mac OS had an impact.

How much of a difference it made varied by brain location. The differences were 5-15% with version changes. For Mac vs PC and Mac OS updates it was less bad, 2-5% mostly, but in the worst regions - the parahippocampal and entorhinal cortex - it was still almost 15% different. Why those regions are so variable is unclear.

The paper goes into lots more detail, but the lesson for researchers is extremely simple: don't cross the streams of data-analysis. Set up your analysis stream and then use it on all of your data. Same hardware, same software, same settings.

Imagine you're doing a study comparing brain structure in two groups. Halfway through analyzing your data, you upgrade your MacOS. All of the brains you analyze after that will be, say, 5% "bigger". That'll certainly make your data much noisier, and if you happen to analyze most of Group A before Group B, it'll give you a false positive finding.

Sometimes you just can't avoid changes in hardware or software - IT techs have a habit of upgrading things without asking - but in these cases, you should run the same data under the old and the new regime to see if it's making a difference.

Finally, it would be wrong to blame FreeSurfer for this. I'd be surprised if they were any worse than the other software packages. Mixing and matching versions is something that the FreeSurfer developers specifically warn against. This paper shows why.

Gronenschild EH, Habets P, Jacobs HI, Mengelers R, Rozendaal N, van Os J, and Marcelis M (2012). The Effects of FreeSurfer Version, Workstation Type, and Macintosh Operating System Version on Anatomical Volume and Cortical Thickness Measurements. PloS one, 7 (6) PMID: 22675527


viernes, 9 de marzo de 2012

Nueva técnica para visualizar la estructura radicular de vegetales para optimizar cultivos y productividad

ORIGINAL: CORDIS
Fecha: 2012-03-07


Foto: Shuttershock
Investigadores de la Universidad de Nottingham (Reino Unido) han diseñado una técnica innovadora que permite estudiar las raíces de las plantas. Los resultados de su trabajo, publicados en la revista Plant Physiology, darán lugar a mejores técnicas de fitogenética con las que obtener nuevas variedades de cultivos y mayores tasas de productividad. 

Este nuevo método está basado en la misma tecnología de rayos X que se emplea en las exploraciones de tomografía computarizada (TAC) habituales en hospitales. Integra un nuevo software de análisis de imagen que permite distinguir automáticamente entre las raíces de plantas y otros materiales del suelo. 

Los investigadores, pertenecientes al Centro de Biología Integrativa Vegetal (CPIB, Reino Unido), probaron la técnica en raíces de plantas del maíz, el trigo y el tomate. Con ella estudiaron la arquitectura (es decir, la forma y el patrón de ramificación) de las raíces en el subsuelo empleando tomografía computarizada de rayos X a microescala (micro-TAC). Seguidamente, introdujeron la información obtenida en el programa de nueva factura RooTrak, con el que pudieron diferenciar entre raíces y otros elementos del suelo. 

«Esta técnica representa un avance de suma importancia», aseguró el Dr. Sacha Mooney, experto en física del suelo de la Facultad de Biociencias de la Universidad de Nottingham (Reino Unido). «El uso del TAC de rayos X para visualizar raíces ha sido limitado porque, sencillamente, no podía verse una gran parte de la estructura radicular. RooTrak nos ha permitido superar esta deficiencia y abre la posibilidad de aprovechar esta tecnología para indagar en formas de manipular plantas y suelos y así aumentar la seguridad alimentaria.» 

Este innovador programa informático obtiene una serie de cortes transversales virtuales del suelo en el que se alojan las raíces. Según informaron los investigadores, RooTrak trata cada corte transversal como si de un fotograma cinematográfico se tratase. Las raíces que aparecen en cada fotograma se tratan como objetos en movimiento que pueden rastrearse. El software distingue entre raíz, agua y elementos orgánicos del suelo, solucionando así inconvenientes de otras técnicas. Esta nueva técnica muestra la arquitectura de las raíces de manera detallada y precisa y en tres dimensiones. 

«El tratamiento de los datos del micro-TAC como una secuencia de imágenes resuelve los problemas causados por las variaciones que se dan en la apariencia de las raíces vegetales y por la similitud de algunas raíces con el suelo que las rodea», aclaró Tony Pridmore, responsable de información del CPIB y especialista en software de rastreo y análisis. «Es un logro importante porque permite extraer descripciones de la arquitectura radicular de manera rápida y objetiva.» 

El profesor Malcolm Bennet, también del CPIB, especialista en biología radicular, añadió: «La arquitectura de la raíz influye de manera determinante en la absorción de agua y nutrientes. Un impedimento crucial para el análisis genético de la arquitectura radicular de los cultivos era la incapacidad de obtener imágenes de las raíces en vivo. Pero ahora esto es posible gracias a los recientes avances en micro-TAC y al software RooTrak logrados en la Universidad de Nottingham.» 

El equipo de esta universidad recibió una subvención para investigadores avanzados (Advanced Investigator Grant) del Consejo Europeo de Investigación (CEI) por valor de 3,5 millones de euros al amparo del Séptimo Programa Marco (7PM) de la UE. Próximamente este software y una innovadora técnica de imagen basada en micro-TAC se aplicarán para obtener imágenes de las raíces del trigo y seleccionar nuevas variedades que presentan eficiencias óptimas en la absorción del agua y los nutrientes. 

El nuevo proyecto será dirigido por el CPIB y contará con el concurso de especialistas de Australia, Europa y México.

Para más información, consulte: 

Centre for Plant Integrative Biology (CPIB): 

Plant Physiology: 

Consejo Europeo de Investigación (CEI): 

Categoría: Varios
Fuente: Centre for Plant Integrative Biology (CPIB)
Documento de Referencia: Mairhofer, S. et al., RooTrak: Automated Recovery of Three-Dimensional Plant Root Architecture in Soil from X-Ray Microcomputed Tomography Images Using Visual Tracking, Plant Physiology, 2012.
Códigos de Clasificación por Materias: Agricultura; Coordinación, Cooperación; Alimentación; Ciencias de la vida; Investigación científica

RCN: 34377