Исследователи разрабатывают инновационный инструмент визуализации под названием SimulScan, чтобы улучшить понимание того, как головной мозг контролирует процесс глотания. Проект поддерживается пятилетним грантом Национального института старения на общую сумму 2,8 миллиона долларов.
Практическая значимость работы
Этот инструмент визуализации поможет изучить нейронную активность, связанную с глотанием, помогая в диагностике и лечении нарушений глотания, известных как дисфагия.
Комбинируя технологию МРТ и динамическую реконструкцию изображений, инструмент помогает визуализировать активации мозга в режиме реального времени, связанную с движением мышц во время глотания.
Многим глотание кажется почти таким же естественным, как дыхание. Но каждый раз, когда мы завершаем эту жизненно важную человеческую функцию, наш головной мозг вспыхивает созвездиями нейронной активности.
Исследователи из Института передовых наук и технологий Бекмана (Beckman Institute), больницы Карла (Carle Hospital) и Университета Пердью (Purdue University) объединились для разработки нового инструмента визуализации, который улучшит наше понимание того, как мозг контролирует глотание как у здоровых пациентов, так и у тех, у кого есть расстройство, связанное с глотанием.
Безопасное и эффективное глотание является важнейшей функцией человеческой жизни. Нарушения глотания, известные под медицинским термином дисфагия, могут быть вызваны такими заболеваниями, как инсульт, детский церебральный паралич и болезнь Паркинсона, которые поражают нервы и мышцы, окружающие голову и шею. Если чья-то способность глотать нарушена, они могут подвергаться риску опасных для жизни состояний.
В этом исследовании ученые будут использовать инструмент визуализации SimulScan на основе МРТ, чтобы изучить, как коммутатор нервных путей мозга контролирует мышцы, необходимые для глотания.
SimulScan, названный в честь его способности одновременно визуализировать активность мозга и мышц, позволяет исследователям отслеживать связи между активностью мозга и движениями мышц во время глотания пациента. Данная методика помогает обнаруживать моменты активации мозга, связанные с моментами механического движения.
Исследователи будут использовать технологию SimulScan для визуализации глотания у здоровых участников, а также у участников с нарушениями глотания. В обоих случаях ученые также будут работать с участниками разного возраста, чтобы выяснить, как меняется поведение при глотании на протяжении всей жизни.
В конечном счете, SimulScan поможет клиницистам более точно диагностировать нарушения глотания и разрабатывать индивидуальные и, следовательно, более эффективные методы лечения пациентов с дисфагией.
«Мы давно работаем над этим инструментом», — комментирует Брэд Саттон (Brad Sutton), профессор и автор исследования. «Он объединяет технологии, которые мы разрабатывали для получения изображений МРТ и динамической реконструкции изображений в течение последних 10 лет».
Саттон будет сотрудничать с профессором электротехники и вычислительной техники Чжи-Пей Ляном для разработки быстрой технологии МРТ, которая может отображать движущийся объект в режиме реального времени.
В течение следующих десяти лет Саттон и Лян продолжат улучшать разрешение и качество движущихся кадров МРТ речи и глотания.
Авторы другого исследования утверждают, что длительный COVID может быть связан с воздействием SARS-CoV-2 на блуждающий нерв