Травма головы, достаточно серьезная, чтобы повлиять на функции мозга, например, вызванная автомобильной аварией или внезапным падением, приводит к изменениям в мозге за пределами места удара, сообщают ученые Медицинской школы Университета Тафтса в журнале Cerebral Cortex . На модели черепно-мозговой травмы на животных исследователи обнаружили, что оба полушария работают вместе, создавая новые нервные пути, пытаясь воспроизвести те, которые были потеряны.
«Даже области, расположенные далеко от травмы, сразу после этого вели себя по-другому», - говорит первый автор Саманта Боттом-Танзер, доктор медицинских наук. Студентка кафедры нейробиологии медицинского факультета. «Исследования черепно-мозговых травм, как правило, сосредотачиваются на области повреждения, но это исследование убедительно доказывает, что может быть затронут весь мозг, а визуализация дистальных областей может предоставить ценную информацию».
Боттом-Танзер и его коллеги первыми использовали метод визуализации , сочетающий флуоресцентные датчики активности нейронов и электроды, чтобы записать, сколько частей мозга общаются друг с другом после травмы головного мозга. Команда отслеживала нервную активность мышей в течение трех недель после травмы в периоды упражнений и отдыха.
Несмотря на то, что общая связь нейронов между нейронами снизилась после травмы головного мозга, все мыши могли использовать колесо для упражнений в обычном режиме. Однако активность травмированного мозга как в период бега, так и в период покоя заметно отличалась от активности здорового мозга. Удивительно, но они не демонстрировали четких паттернов мозговых волн во время движения по сравнению с тем, когда они были неподвижны, чего и ожидали исследователи.
«Независимо от того, обращаете ли вы внимание или идете, мозг переключает состояния в зависимости от задачи, которую вы выполняете», — говорит старший автор Крис Дулла, профессор и временный заведующий кафедрой нейробиологии в Медицинской школе. «После черепно-мозговой травмы эта способность не столь устойчива, что указывает на то, что такие события нарушают то, как мозг переключает состояния таким образом, который мы еще не понимаем».
«Из данных мы видим, что у мозга есть новые решения для выполнения всех этих сложных задач», — добавляет он.
Эта пластичность имеет клиническое значение. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, черепно-мозговые травмы часто приводят к долгосрочным проблемам со здоровьем и ежегодно убивают десятки тысяч американцев. Исследователи прогнозируют, что визуализация мозга пациента во время выполнения различных действий может лучше определить, как кто-то может получить травму или какие функции пострадали, что улучшит лечение человека.
«Это исследование подчеркивает сложность того, как травма влияет на динамичный и постоянно меняющийся мозг», — говорит Боттом-Танзер. «Большинство людей думают о мозге в одном состоянии, но наши данные показывают, что существуют колебания, и это может открыть возможности для изучения различных методов физиотерапии , логопедии и многого другого».
В дальнейшем Боттом-Танзер, Дулла и коллеги планируют исследовать изменения в нервной активности после черепно-мозговой травмы в течение еще более длительного периода после выздоровления. Они также изучат, как их технология визуализации может использоваться для выявления изменений в активности мозга, которые могут привести к определенным типам дисфункций или коррелировать с долгосрочными исходами заболеваний.
