До недавних пор исследователям не удавалось запечатлеть «общение» нейронов между собой в живом мозге, не вскрывая при этом череп. Группа учёных Йельского университета в 2016 году разработала неинвазивную технику для «наблюдения» за коммуникацией нейронов живого мозга человека, а назвали они её «изображение плотности синапсов» (synaptic density imaging), о чём написали в Science Translational Medicine. Картирование особенностей «общения» нейронов может помочь, в том числе, в диагностике и в лучшем понимании заболеваний от эпилепсии до болезни Альцгеймера.
Три проекции ПЭТ синаптической плотности
Говард Федероф (Howard Federoff), невропатолог Университета Джорджтауна в Вашингтоне, не принимавший участие в исследовании, уже окрестил работу «святым Граалем нейронауки».
Метод действует следующим образом. Меченую короткоживущим радиоизотопом, распадающимся с выделением позитрона молекулу вводят в ткань мозга, которая при позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ, подробнее о методе читайте в нашей статье), делает видимыми определённые области мозга. В случае исследования йельских нейробиологов, «подсвечивались» именно синапсы.
Процедуру изучали на бабуинах. Им вводили радиоактивную молекулу, меченую радиоизотопом 11C ([11C]UCB-J) которая должна была «цепляться» к синаптическому везикулярному гликопротеину 2А (SV2A). Как следует из названия, он входит в состав везикул, переносящих нейромедиаторы, поэтому они могли достаточно точно «выявить» силу сигнала. Кстати, именно этот гликопротеин является мишенью для некоторых антиконвульсантов, которые применяются приэпилепсии.
Позже учёные сравнили изображение сканирования и результаты вскрытия мозга животного. Выяснилось, что SV2A является действительно точным маркером для проверки синаптической плотности.
Технология применима и для людей. Правда, здесь наиболее «подошли» люди, страдающие височной формой эпилепсии. При помощи сканирования исследователи смогли точно предсказать судороги, которые возникают вследствие снижения синаптической плотности.
Новая технология поможет как в диагностике, так и в контроле течения болезни и эффективностью лечения, считают авторы работы.
Текст: Алексей Паевский
Imaging synaptic density in the living human brain by Sjoerd J. Finnema, Nabeel B. Nabulsi, Tore Eid, Kamil Detyniecki, Shu-fei Lin, Ming-Kai Chen, Roni Dhaher, David Matuskey, Evan Baum, Daniel Holden, Yiyun Huang Richard E. Carson and other in Science Translational Medicine. Published online Jul 2016. DOI: 10.1126/scitranslmed.aaf6667
