El Instituto de Estudio Andinos Don Pablo Groeber (IDEAN) a través del CONICET, ha celebrado recientemente un convenio específico de cooperación con el Instituto Universitario Hospital Italiano (IUHI). Se ha conformado de un grupo de trabajo multidisciplinario integrado por miembros de ambas instituciones que ya se encuentra trabajando para aplicar técnicas de Tomografías Computadas-3D al estudio de restos fósiles. Los responsables técnicos de estas novedosas investigaciones para el convenio firmado son el Dr. Osvaldo Velán (IUHI) y el Dr. Leandro Gaetano de nuestro instituto.

Operación del tomógrafo con cráneos de organismos actuales para ser escaneanos con fines comparativos.

La tomografía computada utiliza lecturas de rayos X para producir secciones virtuales de un objeto, conocidas como imágenes tomográficas, permitiendo al usuario el análisis interno no destructivo del objeto bajo estudio. Los tomógrafos modernos permiten reconstruir, a partir de un gran número de imágenes bidimensionales, modelos tridimensionales muy detallados de la estructura interna y externa de los objetos analizados. Desde su introducción en la década de 1970, la utilización de tomografías computadas ha significado un avance sustancial en el campo médico tanto en cuanto al diagnóstico como al tratamiento de diversas enfermedades y patologías. Asimismo, las técnicas tomográficas han excedido las ciencias médicas y actualmente representan una importante contribución para el desarrollo de numerosas disciplinas básicas y aplicadas (ej.: arqueología, biología, ciencia de los materiales, geofísica, ingeniería, oceanografía, paleontología, entre otras).

Un cráneo de dicinodonte a punto de ser tomografiado.

En paleontología, las técnicas tomográficas permiten analizar numerosas fuentes de información de otro modo inaccesibles. Asimismo, la utilización de estas técnicas minimiza el riesgo de daño a los materiales fósiles inherente a las técnicas tradicionales de extracción de los fósiles de la matriz rocosa que los contiene. Entre las posibilidades de análisis que permiten estas técnicas se destacan el estudio anatómico externo y posición relativa de los elementos esqueletales, el análisis tridimensional de la estructura interna de los huesos y conchillas, la reconstrucción tridimensional parcial o total de los esqueletos y los tejidos blandos asociados y el análisis del movimiento relativo entre diferentes elementos óseos o secciones esqueletales.

Tomografía del cráneo de dicinodonte con diferentes parámetros para obtener la máxima definición posible.

Asimismo, el estudio de fósiles inmersos en una matriz rocosa contribuye a la comprensión de las causas del deceso, la identificación de eventos de mortandad en masa, el análisis de las características de los procesos y agentes que afectaron los restos hasta su enterramiento final, la interpretación de las condiciones ambientales en el lugar de depositación y a la reconstrucción del hábitat del organismo bajo estudio y relaciones ecológicas con otros agentes bióticos. Adicionalmente, la utilización de estas metodologías en el análisis de ejemplares aún inmersos en la matriz rocosa permite optimizar el procesamiento de las muestras así como la obtención de datos que de otra manera son imposibles de recuperar (ej.: la orientación espacial de los restos, la alteración de las capas sedimentarias por los elementos óseos, entre otras).

Procesamiento de los datos tomográficos de un dicinodonte con vista externa y cortes en tres planos ortogonales entre sí.

Argentina representa la cuna de la paleontología en América del Sur. Actualmente, el desarrollo de esta ciencia es mayor que en cualquier otro país del subcontinente tanto por su potencial fosilífero como por su desarrollo histórico y excelencia académica. Desde fines del siglo XVIII y comienzos del XIX, y hasta el día de hoy, la paleontología argentina se ha destacado internacionalmente por las importantes contribuciones a la comprensión de la evolución de la vida sobre el planeta. A pesar del gran desarrollo de esta disciplina en nuestro país, el análisis de fósiles a través de tomografías computadas es poco común debido a la escasez de equipos no destinados exclusivamente a la medicina. En este contexto, el convenio celebrado posibilita el acceso a equipos tomográficos médicos de última generación. De este modo, en conjunto con la excelencia académica característica y la relevancia de los fósiles argentinos, será posible aportar sustancialmente a la resolución de problemas que actualmente ocupan a la comunidad paleontológica internacional.

Reconstrucción tridimensional del cráneo de un dicinodonte en vista externa luego del procesamiento de las imágenes obtenidas a través de la tomografía computada.

El primer proyecto conjunto entre el IDEAN y el IUHI ha involucrado el estudio de un conjunto de sinápsidos extintos, los dicinodontes, que proliferaron durante el Pérmico-Triásico hace aproximadamente 250 millones de años. En el marco de la tesis doctoral de la Lic. María de los Ángeles Ordoñez se propuso estudiar la biomecánica masticatoria de los dicinodontes para interpretar su posible dieta específica y rol ecológico. Los materiales fósiles disponibles están reconstruidos con yeso y presentan sedimento en su interior, resultando imposible realizar un estudio biomecánico detallado. Para llevar a cabo este análisis, fue necesario emplear un método no invasivo que permitió modelar las cavidades internas y generar un modelo tridimensional del cráneo y mandíbula de los ejemplares. A través de la tomografía computarizada, se consiguió generar el modelo tridimensional buscado, separando las secciones reconstruidas del material original. Actualmente, la Lic. Ordoñez se encuentra trabajando con programas de computación especializados para realizar la reconstrucción muscular de los individuos. El modelo obtenido permitirá estimar la fuerza de mordida y simular los posibles movimientos durante la masticación.
Para más información, pueden consultar el Instructivo y el Modelo para la Solicitud de Tomografías disponible en la INTRANET del IDEAN.