В миллионы раз четче
Пятьдесят лет назад американский химик Пал Латербур описал технологию первой магнитно-резонансной томографии (МРТ). Сегодня ученые отметили годовщину, предоставив сверхточное сканирование мозга мыши, и изменений, что происходят в нем в течение жизни.
Новый МРТ-сканнер смог выдать детализацию сканов 5 микрон на воксель — трехмерная версия пикселя. Для сравнения, современная технология МРТ достаточно продвинута, чтобы обнаружить опухоль головного мозга, но такая четкость — возможность наблюдать развитие мозга вплоть до формирования нейронных связей.
Исследователи считают, что такой уровень детальной визуализации позволит лучше понять, как мозг меняется с возрастом, как реагирует на определенный рацион питания и меняется в ответ на нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера.
Что же у этого МРТ под капотом? Команда использовала мощный магнит в 9,4 Тесла. В обычных МРТ обычно используется магнит от 1,5 до 3 Тесла. Набор градиентных катушек в 100 раз мощнее, чем при стандартном сканировании, и суперкомпьютер, эквивалентный 800 ноутбукам. Все это оборудование работало для захвата активности мозга мыши.
Более того, после того, как были получены снимки МРТ, исследователи отсканировали ткань мозга с помощью световой микроскопии. Это позволило ученым пометить определенные группы клеток, после чего ученые наблюдали, как именно прогрессировали нейродегенеративные заболевания с течением времени.
Используя группы мышей разного возраста и с определенными генетическими маркерами, ученые создали виртуальные модели мозга, на которых было видно, как с течением времени менялись связи внутри мозга животного. Любопытно, что зоны отвечающие за память, прошли через наиболее выраженные изменения.
Исследование прокладывает путь для дальнейшего технологического развития, чтобы запечатлеть человеческий мозг с такой детализацией, чтобы обеспечить лучшее понимание того, как ткани меняются с возрастом, и какие вмешательства могут быть полезны для предотвращения нейродегенерации.
Исследования, проведенные при поддержке Национального института старения, показали, что очень даже небольшие вмешательства на уровне рациона питания и лекарственных препаратов могут привести к тому, что животные будут жить на 25% дольше. Вопрос всегда был в том, насколько качественными будут эти проценты? Одно дело, жить 25 лет активно и энергично, или же существовать на уровне овоща. Сегодня у нас есть возможность изучить инструменты, позволяющие сохранить эффективность работы человеческого мозга.
Ведущий автор исследования Дж. Аллан Джонсон, профессор радиологии, физики и биомедицинской инженерии в Университете Дьюка
Если в тема мозга, особенностей формирования нейронных связей и возможности влиять на эти процессы вам интересна, то рекомендую подписаться на наш паблик mind_rise в Телеграме и читать самые интересные материалы про мозг и особенности его работы.
