Гиппокамп — область мозга, имеющая форму морского конька, которая играет особенно важную роль в когнитивном старении и функции памяти — изучается как отдельная область в течение нескольких лет. Однако до сих пор существовал пробел в понимании факторов, лежащих в основе возрастных или связанных с заболеванием изменений между различными областями или подполями гиппокампа.
Исследование исследователей из Западного и Маастрихтского университетов в Нидерландах, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, дает новое представление о том, как выглядит перфузия , то есть приток крови к тканям, в здоровом мозге. Исследование объясняет, как последующая карта перфузии гиппокампа, карта, показывающая распределение и количество крови в тканях, может служить базовой линией для сравнения с гиппокампом, имеющим признаки повреждения.
Команда исследователей разработала эффективный неинвазивный метод , позволяющий лучше понять перфузию в различных областях гиппокампа, что может помочь в диагностике неврологических заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, эпилепсия и шизофрения, а также способствовать здоровому старению.
Чтобы получить более четкое представление о структуре и функциях этой важнейшей области нашего мозга, команда, в которую вошли профессор Школы медицины и стоматологии имени Шулиха Али Хан и под руководством постдокторанта BrainsCAN Роя Хааста, разработала процесс, названный «высокое разрешение 7». Маркировка артериального спина Тесла (7T) (ASL) — метод неинвазивной магнитно-резонансной томографии (МРТ), который облегчает измерение кровотока в гиппокампе.
Они также применили времяпролетную магнитно-резонансную ангиографию (TOF-MRA), метод МРТ без контрастного усиления, позволяющий визуализировать поток внутри сосудов, увидеть различия в размере (диаметре) и расположении артерий, а также оценить их состояние. влияние на кровоток. Наконец, они использовали технологию HippUnfold — веб-приложение с открытым исходным кодом, разработанное совместно с Ханом и моделирующее гиппокамп как развернутую поверхность, — чтобы обеспечить точную и точную оценку перфузии тканей в гиппокампе.
«Мы используем передовые вычислительные методы, называемые разворачиванием, чтобы охарактеризовать перфузию. Раньше такого не делалось на живом человеке», — сказал Хааст. В исследовании приняли участие одиннадцать здоровых участников.
Фото: Труды Национальной академии наук (2024 г.). DOI: 10.1073/pnas.2310044121
МРТ-сканирование головного мозга обычно занимает от 20 минут до часа. Протокол 7T MRI ASL, реализованный исследователями, напротив, занимает всего пять минут и может захватывать изображения более высокого качества, демонстрирующие закономерности кровотока, чтобы информировать пациентов о здоровье их мозга.
Это может облегчить и сделать доступнее для врачей проверку состояния гиппокампа пациента, особенно если в семейном анамнезе есть неврологические заболевания, и может помочь в раннем выявлении.
Существует пять подполей гиппокампа, одно из которых, обозначенное как CA1, обычно является областью, в которой клиницисты находят повреждения, объясняет Хан, который также является канадским руководителем исследований в области вычислительной нейровизуализации и директором лаборатории вычислительной визуализации Хана в Научно-исследовательском институте Робартса.
«Наши результаты показывают, что даже у здоровых взрослых перфузия CA1 ниже. Таким образом, он может иметь более низкий порог инсульта при поражении гиппокампа и может указывать на то, что может быть ответственным за то, почему гиппокамп так распространен во всех этих различных расстройства».
Эти результаты помогут сообществу интерпретировать изменения в подполях гиппокампа, имеющие отношение к неврологическим заболеваниям и когнитивной нейробиологии , а также обеспечат основу визуализации, которая поможет исследователям в разработке протоколов при изучении перфузии в различных областях гиппокампа.
«Наша визуализация показывает точные и точные измерения нормальной физиологии гиппокампа , обеспечивая основу для сравнения с аномальной физиологией. Это также быстро и требует небольшого размера выборки», — сказал Хааст.
Количественно оценивая кровоток в подполях гиппокампа, можно лучше понять нормальные закономерности и то, как они связаны с конкретными функциями. Это исследование обеспечивает основу для МРТ-визуализации, которая позволяет охарактеризовать перфузию у живого человека и обеспечивает основу для сравнения с болезненными состояниями, такими как болезнь Альцгеймера, деменция, височная эпилепсия и шизофрения.
В качестве следующих шагов исследователи надеются использовать эти методы в дополнительных клинических исследованиях и охарактеризовать изменения в аномальных состояниях, что может привести к более раннему выявлению и оценке прогрессирования этих заболеваний, лучшему лечению и улучшению показателей здоровья.
