МРТ показывает распространение деменции

Карты головного мозга, созданные по снимкам функциональной магнитно-резонансной томографии (ФМРТ), могут предсказать распространение атрофии головного мозга, приводящее к прогрессирующей деменции. Такой вывод делают авторы исследования, результаты которого опубликованы в журнале Neuron.

Исследователи из Университета штата Калифорния в Сан-Франциско, США, использовали две карты ФМРТ, чтобы с высокой точностью определить «эпицентры» активности головного мозга, приводящие к деменции. Для этого картина межнейронных связей различных областей головного мозга, возникшая вследствие его атрофии  (прижизненное уменьшение размеров клеток), сравнивалась с первоначальными снимками. На основании этих данных ученые создали статистическую модель, по которой можно предсказать, как атрофия будет распространяться на другие части мозга.

«Нам удалось получить новые данные продольного исследования, подтверждающие, что нейродегенеративные процессы распространяются по межнейронным связям. В дальнейшем наша работа поможет в разработке клинических инструментов, создаваемых на базе нейронных сетей, для прогнозирования и мониторинга заболевания, – написала автор исследования Джесси Браун, доцент кафедры неврологии в Центре исследования памяти и старения при калифорнийском университете.

Установлено, что нейродегенеративные заболевания распространяются по межнейронным связям головного мозга. Однако врачи пока не могут с точностью просчитывать пути прогрессирующих разрушений. Авторы исследования говорят, что зная, в каких направлениях пойдет нейродегенеративный процесс, врачи смогут лучше лечить заболевание или даже полностью побеждать старческое слабоумие.

«Наше предположение, что развитие болезни можно предсказать по межнейронным связям, в большой мере основано на том, что это патологическое заболевание распространяется напрямую между анатомически связанными областями головного мозга», – написали исследователи.

Для проверки своей гипотезы Браун и его коллеги провели ФМРТ сканирования 75 здоровых взрослых людей, чтобы создать карты, отображающие функциональные структуры 175 различных областей головного мозга, которые максимально соответствовали структурам ГМ, пораженным атрофией на начальном этапе заболевания.

«Используя эти карты, мы идентифицировали эпицентр каждого пациента. Эпицентр определялся как область, в которой собственная карта межнейронных связей у здоровых людей максимально соответствовала карте атрофии у пациентов», – пояснили ученые.

Затем исследователи проанализировали данные 42 пациентов с поведенческим вариантом лобно-височной деменции, которая негативно влияет на социальное поведение человека, и с семантическим вариантом первичной прогрессирующей афазии – снижения языковых навыков человека вследствие нейродегенеративных процессов в мозге. Каждый субъект исследования прошел первоначальное ФМРТ сканирование для оценки объема существующей дегенерации мозга.  Приблизительно через 12 месяцев было проведено повторное ФМРТ обследование, чтобы оценить прогрессирование  заболевания. В результате ученые смогли выявить первичное место начала заболевания (эпицентр), а затем посмотреть, как и куда распространилась болезнь.

Сравнение результатов первоначального и последующего ФМРТ сканирования выявило два показателя, которые существенно улучшают прогнозирование атрофии мозга. Одним из индикаторов является «кратчайший путь к эпицентру», обозначающий расстояние от эпицентра атрофии до ближайшей области мозга, начинающей демонстрировать признаки заболевания. Второй важный показатель – это «узловая опасность», обозначающая количество областей мозга, связанных  с затронутой атрофией частью ГМ.

«Кратчайший путь» дает основание предполагать, что области с эпицентрами «снизили скорость изменения после  того, как воздействие атрофии на них достигло своего «потолка»,  практически не оставив здорового серого вещества. При этом соседние с эпицентрами области деградировали с максимальной скоростью», – пишет Браун и его коллеги. Что касается второго показателя, области с более высокой узловой опасностью показали большую продольную атрофию.

«Используя эти прогностические факторы, мы смогли очень точно предсказать направление развития атрофии у большинства пациентов», – добавляют авторы.

Для улучшения своей прогностической модели Браун с коллегами предлагают использовать функциональные и анатомические карты нейронных связей – чтобы видеть, как болезнь влияет на межнейронные связи и как она способствует распространению атрофии.

Оригинал новости можно прочитать здесь.