Новый метод МРТ
позволяет покадрово рассмотреть
реакции мозга.
Магнитно-резонансная томография (МРТ) за последние 40 лет изменила медицину вообще и область неврологии в частности. Особенность её перед, скажем, рентгеновскими аппаратами или компьютерной томографией в том, что в ней для исследования привлечены не вредные пучки излучений, а проникающая сила мощных магнитных полей и радиоволн. Поскольку в нашем организме много жидкости, в том числе воды, то, чтобы заглянуть внутрь него, производится временное выравнивание атомов водорода в воде, содержащейся в организме. А уже это позволяет иметь чёткое видение мягких тканей.
Это очень информативное средство, однако до сих пор результаты отражали лишь статичную картину. То есть динамику лечения или течения болезни можно было проследить только путём периодического повторения исследований.
И вот, совместно с сотрудниками Калифорнийского технологического института и Университета Южной Калифорнии, Элейн Бирер, нейробиолог из Университета Нью-Мексико, доктор медицинских наук, разработала некоторое усовершенствование МРТ-технологии, которое делает её ещё более универсальной. По крайней мере, что касается исследований мозга.
В посвящённой исследованию статье они сообщают об использовании марганца – микроэлемента, обнаруживаемого по всему телу, – в качестве контрастного вещества при МРТ. Таким образом получается серия изображений, демонстрирующих реакцию мозга на конкретные реакции, опыт.
«В этом отчёте подчёркивается влияние контраста на основе марганца на изучение динамических переходов по всему мозгу, — говорит Бирер, профессор кафедры патологии. – Мозг не статичен. Этот метод МРТ отображает медленные последствия опыта с течением времени. Он позволяет нам глубже заглянуть в удивительную сложность мышления и чувств».
Технологию назвали MEMRI – Магнитно-резонансная томография с усилением марганца.
Марганец оказался сильным контрастным веществом по двум основным причинам: это высокая интенсивность сигнала при низких дозах и биологические взаимодействия, такие как отслеживание проекций и картирование нейронной активности посредством проникновения в электрически активные нейроны в живом мозге. Исследования показали, что высокоспиновый марганец уменьшает время релаксации (освобождения от воздействия) протонов воды – то есть при определённых концентрациях этого контрастного вещества достигается устойчивая гиперинтенсивность без побочных эффектов.
При МРТ с усилением марганца небольшое количество его поступает в нейроны по тому же клеточному пути, что и кальций, который играет ключевую роль в передаче сигналов в мозге. Другими словами, MEMRI даёт возможность проследить прохождение нервного импульса.
Помня об смертоносном воздействии рентгеновского облучения, учёные развеяли сомнения по вопросу о потенциальном вреде нового метода для здоровья пациентов. Так, для обеспечения визуализации динамики всего мозга, человек может вполне безопасно проходить исследование в течение аж нескольких недель.
«Наша публикация также даёт критический анализ соображений безопасности при использовании контрастного вещества, – поясняет кандидат биомедицинских наук Тейлор Усельман, аспирант лаборатории Бирер. – Мы приводим ряд примеров того, как MEMRI выявляет развитие слуховой системы, а также синдром Дауна, болезнь Альцгеймера и тревожные расстройства».
Ранее Бирер сообщала об использовании метода вместе с Усельманом и докторантом Даниэлем Барто для демонстрации того, каким образом воздействие пугающего стимула превращается в хроническую тревогу.
«Главное, что позволило извлечь уроки из этой технологии, – это вычислительный анализ, который я провела со своими студентами, – заключает Бирер. – Этот обзор станет справочным материалом для всех исследователей, особенно при использовании этой новой технологии. Мы предсказываем светлое будущее MEMRI в поисках решения загадки поведения мозга».
По материалам АРМК.