МРТ нового покоління: вченим вдалося зафіксувати найдетальніші в історії зображення мозку

Минуло півстоліття відтоді, як американський хімік Пал Латербур вперше застосував технологію магнітно-резонансної томографії (МРТ), і відтоді багато що змінилося. В ознаменування цієї історичної події в медицині група вчених зробила найчіткіші в історії знімки мозку миші, пише New Atlas.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найцікавіші новини зі світу науки!

Після майже чотирьох десятиліть роботи дослідники з Центру мікроскопії в природних умовах Університету Дьюка разом із вченими з Наукового центру здоров'я Університету Теннессі, Університету Пенсільванії, Університету Піттсбурга та Університету Індіани створили знімки, що в 64 мільйони разів чіткіші, ніж дає змогу сучасна технологія МРТ.

Наскільки різким є "різкість"? Скажімо так: МРТ вдалося отримати настільки детальні зображення, що розмір кожного вокселя (тривимірний еквівалент пікселя) становить лише 5 мікрон, або п'ятитисячну частину міліметра. Простіше кажучи, якщо сучасна технологія МРТ дає змогу виявити пухлини мозку, то нова технологія виводить усе на новий рівень, показуючи набагато детальніші зв'язки та організацію.

Використовуючи цю нову технологію, дослідники змогли отримати приголомшливі зображення схемних даних по всьому мозку миші. Вони вважають, що такий рівень деталізації зображень дасть змогу краще зрозуміти, як мозок змінюється з часом, особливо з віком, дієтою і нейродегенеративними захворюваннями, такими як хвороба Альцгеймера.

Провідний автор роботи Г. Аллан Джонсон, професор радіології, фізики та біомедичної інженерії в Дьюку, у захваті від можливостей, які відкриває нова технологія. "Це те, що дійсно відкриває нові можливості", — сказав він. "Ми можемо почати розглядати нейродегенеративні захворювання зовсім по-іншому".

Така неймовірна роздільна здатність МРТ стала можливою лише завдяки вражаючій технології. Команда використовувала потужний магніт 9,4 Тесла (у клінічних МРТ зазвичай використовується магніт від 1,5 до 3 Тесла), градієнтні котушки, що в 100 разів сильніші, ніж під час стандартного сканування, і суперкомп'ютер, еквівалентний 800 ноутбукам, і все це працювало на захоплення одного мозку миші.

Але почекайте, це ще не все. Після завершення МРТ дослідники просканували тканини мозку за допомогою листової мікроскопії. Це дало їм змогу помітити конкретні групи клітин і простежити, як нейродегенеративні захворювання прогресують із плином часу.

Використовуючи набори мишей різного віку та генетичного складу, вчені змогли побачити, як з плином часу змінювалася зв'язність мозку тварин загалом і як деякі регіони, наприклад, пов'язаний з пам'яттю субікулум, змінювалися значно сильніше, ніж інші області. Зображення також показали, як хвороба Альцгеймера руйнує нейронні мережі.

Це дослідження може прокласти шлях до подальшого розвитку технологій, що дають змогу так детально закарбувати людський мозок. Це дасть змогу краще зрозуміти, як змінюються тканини з часом і які заходи можуть допомогти запобігти дегенерації.

"Дослідження, проведені за підтримки Національного інституту старіння, показали, що помірні дієтичні та лікарські втручання можуть призвести до того, що тварини житимуть на 25% довше", — сказав Джонсон. "Питання в тому, чи збережеться їхній мозок протягом цього тривалого життя? Чи зможуть вони, як і раніше, розгадувати кросворди? Чи зможуть вони вирішувати судоку, незважаючи на те, що живуть на 25% довше? І тепер у нас є можливість подивитися на це. І в міру того, як ми це робимо, ми можемо перевести це безпосередньо в стан людини".

Таким чином, ця неймовірна технологія МРТ розширює межі наших знань про мозок і може призвести до революційних відкриттів у сфері нейродегенеративних захворювань і старіння. Дивовижно думати про те, що чекає на нас у майбутньому з ще більш досконалими технологіями.

Раніше Фокус писав про те, що в холод працювати набагато краще. Крижані ванни здатні прискорювати роботу нашого мозку.