Исследователи из Центра здоровья мозга Техасского университета в Далласе изучают новый потенциальный ранний индикатор снижения заболеваемости болезнью Альцгеймера: измерение энергетического метаболизма живого человеческого мозга с использованием передовых методов визуализации.
Ученые разработали уникальный способ проиллюстрировать потребление и запасы энергии в головном мозге с помощью магнитно-резонансной спектроскопии фосфора с использованием магнитно-резонансного томографа со сверхвысоким полем 7 Тесла. Их результаты предполагают, что неврологический энергетический метаболизм может быть нарушен при легких когнитивных нарушениях (MCI), стадии снижения между здоровым старением и более серьезными болезненными состояниями, такими как деменция и болезнь Альцгеймера.
Доктор Намрата Дас, доктор философии’20, специалист по программам и нейробиолог-исследователь в Школе поведенческих и мозговых наук, является ведущим автором исследования, опубликованного 6 апреля в Интернете в журнале Frontiers in Neuroscience .
«Многое из того, что мы знаем о снижении когнитивных способностей на молекулярном уровне, получено при патологоанатомическом исследовании мозга или на моделях животных», — сказал Дас, который также имеет докторскую степень и магистр общественного здравоохранения. «То, что мы намеревались сделать, — это отслеживать в реальном времени биологические механизмы, вызывающие это снижение у людей, чтобы лучше понять множественные вовлеченные факторы».
Старший автор Сандра Бонд Чапман, доктор философии, главный директор Центра здоровья мозга в Далласе, UT, сказала, что результаты демонстрируют «новые пути продвижения открытий».
«Это исследование предоставляет новый многообещающий способ выяснить здоровье мозга — или раннее нарушение его здоровья — из-за изменений в метаболизме. Новый подход заключается в использовании магнитно-резонансной томографии 7 Тесла, неинвазивной и безопасной технологии», — сказал Чепмен. заслуженная кафедра здоровья мозга Ди Уайли. «Это имеет большое значение для раннего выявления болезни Альцгеймера и возможности измерения реакции болезни на лечение».
Хотя болезнь Альцгеймера была впервые определена более века назад, лечение остается труднодостижимым. По словам Даса, это происходит потому, что «несколько механизмов становятся ненормальными, вызывая каскад событий, и мы не знаем, что наступит первым.
«Большинство текущих исследований сосредоточено на накоплении бета-амилоида и тау-белка в головном мозге. Здесь мы пытаемся узнать, есть ли другие ранние маркеры, которые можно отслеживать вживую с помощью изображений. Мы надеемся, что наши результаты, если их объединить с измерения тау и бета-амилоида дадут более глубокую информацию ».
Исследователи предполагают, что нарушение энергетического уровня возникает на ранних стадиях болезни Альцгеймера, на основании предшествующих патологоанатомических исследований, которые показали, что дефицит метаболизма ниже на ранних стадиях болезни Альцгеймера, чем в тяжелых случаях.
«Это исследование определило наш путь к ответу на эти вопросы с помощью технологий обработки изображений», — сказал Дас.
Настоящее исследование проводилось в Центре перспективных исследований в области визуализации (AIRC), совместном предприятии UT Dallas и других учреждений Северного Техаса и расположенном в кампусе Юго-Западного медицинского центра UT. В учреждении имеется несколько сканеров МРТ, которые работают в магнитных полях до 7 Тесла (7 Тл) для исследований на людях. МРТ с использованием таких сильных магнитов — магнит в аппарате 7T более чем в два раза мощнее, чем клинические МРТ 3T — могут осветить метаболические процессы и обеспечить беспрецедентную детализацию получаемых изображений.
В исследовании 41 участник — 15 с нормальным когнитивным здоровьем, 15 с MCI и 11 с ранней болезнью Альцгеймера — прошли оценку управляющих функций, памяти, внимания, зрительно-пространственных навыков и языка. МРТ-сканирование 7T было сосредоточено на измерении соотношений между энергетическими молекулами аденозинтрифосфата (АТФ) и фосфокреатина (PCr), а также неорганического внутриклеточного фосфата.
Источник: