Ռադիոլոգիական սարքավորումները հետազոտող տեխնիկ

Մայքլ Հեդերլի կողմից | 30 մարտի, 2022 թ

Think Piece

ՄԱԿ-ի գիտնականները նոր ՄՌՏ տեխնոլոգիա են օգտագործում՝ ժամանակային պատկերներ ստեղծելու համար, քանի որ կենդանի ուղեղն արձագանքում է փորձին

Մագնիսային ռեզոնանսային պատկերացում (ՄՌ) վերջին 40 տարիների ընթացքում փոխակերպել է նյարդաբանության ոլորտը՝ հնարավորություն տալով գիտնականներին ստեղծել կենդանի ուղեղի կառուցվածքների հստակ պատկերներ և նույնիսկ հայտնաբերել որոշակի գործունեության հետ կապված ֆունկցիոնալ փոփոխություններ:

Ի տարբերություն ռենտգենյան կամ CT սկանավորման, ՄՌՏ-ն չի հիմնվում ճառագայթման ճառագայթների վրա: Փոխարենը, հզոր մագնիսական դաշտերը և ռադիոալիքներն օգտագործվում են մարմնի ջրի մոլեկուլներում ջրածնի ատոմները ժամանակավորապես հավասարեցնելու համար, ինչը նշանակում է, որ այն կարող է ստեղծել փափուկ հյուսվածքների հստակ պատկեր, ինչպիսին ուղեղն է:

Բայց ավելի նոր տեխնոլոգիան, որը մշակվել է UNM նյարդաբան Էլեյն Բիրերի, բ.գ.թ., բ.գ.թ. և Կալիֆորնիայի տեխնոլոգիական ինստիտուտի և Հարավային Կալիֆորնիայի համալսարանի աշխատակիցների կողմից, ՄՌՏ-ն մեկ քայլ առաջ է տանում:

Ամսագրում հրապարակված հոդվածում NMR է Biomedicine- ումՆրանք զեկուցում են մանգանի՝ օրգանիզմում հայտնաբերված հետագծային հանքանյութի օգտագործման մասին՝ որպես ՄՌՏ-ի հետ կոնտրաստային նյութ, որը հնարավորություն է տալիս «ժամանակային» պատկերների շարք՝ բացահայտելով ուղեղի արձագանքը կոնկրետ փորձառություններին:

Ուղեղը ստատիկ բան չէ։ Այս MRI տեխնիկան պատկերում է փորձառության դանդաղ հետևանքները ժամանակի ընթացքում:

- Էլեն Բիրեր, Բ.գ.թ., դոցենտ

«Այս զեկույցը ընդգծում է մանգանի վրա հիմնված կոնտրաստի ուժը՝ ուղեղում դինամիկ անցումները ուսումնասիրելու համար», - ասում է Բիրերը՝ ՄԱԿ-ի Պաթոլոգիայի ամբիոնի պրոֆեսոր: «Ուղեղը ստատիկ բան չէ: Այս MRI տեխնիկան պատկերում է փորձառության դանդաղ հետևանքները ժամանակի ընթացքում: Դա մեզ հնարավորություն է տալիս ավելի խորը նայել մտածողության և զգացողության զարմանալի բարդության մեջ»:

Մանգանով ուժեղացված MRI-ում (MEMRI) փոքր քանակությամբ մանգան մտնում է նեյրոններ նույն բջջային ճանապարհով, ինչ կալցիումը, որն առանցքային դեր է խաղում ուղեղի ազդանշանների մեջ: Երբ մանգանի իոնները շարժվում են նեյրոնի միջով, նրանք ընդգծում են բջջի գործունեությունը, ընդգծելով այն կանխատեսումները, որոնց միջոցով այն հաղորդակցվում է հարակից նեյրոնների հետ:

«Այս հուզիչ առաջացող մեթոդոլոգիան ֆիքսում է ուղեղի գործառույթը նորմալ վարքի ժամանակ, որը այլ կերպ հնարավոր չէ իմանալ այս մասշտաբով», - ասում է Թեյլոր Ուզելմանը, Բիրերի լաբորատորիայի ասպիրանտ, ով համահեղինակ է հոդվածը: Քրիստոֆեր Մեդինան, բժիշկ, ՄԱԿ-ի Բժշկական դպրոցի շրջանավարտ, նույնպես համահեղինակ էր:

«Մեր հրապարակումը նաև կարևոր պատկերացում է տալիս կոնտրաստային նյութի օգտագործման անվտանգության նկատառումների վերաբերյալ», - ասաց Ուզելմանը: «Մենք տալիս ենք մի շարք օրինակներ, թե ինչպես է MEMRI-ն բացահայտում լսողական համակարգի զարգացումը, ինչպես նաև Դաունի համախտանիշը, Ալցհեյմերի հիվանդությունը և անհանգստության խանգարումները»:

Ստանդարտ MRI սկանավորումները մեծ ախտորոշիչ նշանակություն ունեն ուղեղի ուռուցքների կամ անոթային անոմալիաների հայտնաբերման համար, և նրանք կարող են բացահայտել, որ ուղեղի որոշ կառուցվածքների փոփոխությունները կապված են հատուկ վարքագծի հետ, ինչպիսիք են մեդիտացիան կամ երկրորդ լեզու սովորելը: Բայց նրանք ցույց չեն տալիս, թե իրականում ինչ է անում ուղեղը, ասում է Բիրերը:

«ՄՌՏ, որը մենք սովորաբար անում ենք մարդկանց ախտորոշման համար, պարզապես ձեր անատոմիայի պատկերն է», - ասում է նա: Նյարդաբանները նաև օգտագործում են ֆունկցիոնալ MRI կոչվող տեխնիկան, որը չափում է ուղեղի արյան հոսքը՝ հիմնված այն մտքի վրա, որ ուղեղի բարձր ակտիվ շրջանները ավելի շատ թթվածին են օգտագործում:

Այնուամենայնիվ, արյան թթվածնի մակարդակից կախված (BOLD) ազդանշանն ավելի թույլ է, որը պահանջում է հաշվարկային վերլուծություն, և այն խառնում է ինչպես անոթային, այնպես էլ նյարդային ակտիվությունը, ասաց Բիրերը: «BOLD-ի հետ այն, ինչ դուք հայտնաբերում եք, նյարդային ակտիվության վստահված անձ է»:

Կրող և գործընկերներ Հարի Գրեյը Caltech-ում և Ռասել Ջեյքոբսը USC-ում որոշ ժամանակ ուսումնասիրել են MEMRI տեխնոլոգիայի ներուժը: 2020 թվականին Ուսելմանի և ասպիրանտ Դանիել Բարտոյի հետ նրանք զեկուցեցին MEMRI-ի օգտագործման մասին՝ ցույց տալու համար, թե ինչպես է վախեցնող խթանի ազդեցությունը վերածվում խրոնիկ անհանգստության:

«Հիմնական բաները, որոնք հնարավոր դարձրեցին սովորել այս տեխնոլոգիայից, հաշվողական վերլուծությունն էր, որը ես արեցի UNM-ի իմ ուսանողների հետ», - ասաց Բիրերը: «Այս վերանայումը լինելու է ուղեցույց բոլոր քննիչների համար, հատկապես, երբ օգտագործում են այս արտակարգ տեխնոլոգիան»: