В новом исследовании описывается прорывное сканирование человеческого мозга с разрешением 100 микрон, которое было создано исследователями из Массачусетской больницы общего профиля (Massachusetts General Hospita). Результаты исследования опубликованы в научном журнале Scientific Data.
Материалы и методы обследования
Проект требовал проектирования и сборки нестандартного оборудования для получения максимально возможного разрешения. Ученые разработали специализированный МРТ-аппарат для этого проекта.
Результаты научной работы
В новом исследовании подчеркивается, что МРТ-сканирование с самым высоким разрешением создает изображения в 1000 раз более детальные, чем стандартное клиническое МРТ-сканирование.
«Этот уникальный набор данных имеет широкий диапазон исследовательских, образовательных и клинических приложений, которые улучшат понимание анатомии человеческого мозга», – комментирует автор исследования Брайан Эдлов (Brian L. Edlow).
«Катушка, используемая в магнитно-резонансном томографе, работает как антенна, которая передает и принимает сигналы от ткани пациента», – объясняет Брайан Эдлов. «Эти сигналы затем преобразуются в изображения с помощью другого аппаратного/компьютерного программного обеспечения».
Задача в этом случае состояла в том, чтобы расположить много катушек (32) достаточно близко друг к другу, чтобы они могли плотно прилегать к мозгу, но не мешали друг другу.
«Это было сделано с использованием многих методов, которые мы разработали в лаборатории», – объясняет Брайан Эдлов.
Проект имеет 3 основные цели. Во-первых, он направлен на понимание структуры мозга и связей между его частями. Другая цель состоит в том, чтобы лучше понять биологию неврологических расстройств, таких как черепно-мозговая травма и болезнь Альцгеймера, с помощью нового типа «сетевого вскрытия», который объединяет МРТ с гистопатологией. Наконец, ученые надеются стимулировать разработку новых методов визуализации сверхвысокого разрешения для использования на живых объектах.
Соавтор исследования Андреас Хорн (Andreas Horn) интегрировал данные сканирования в программную платформу под названием Lead DBS, которая может позволить неврологам и нейрохирургам улучшить терапевтический результат глубокой стимуляции мозга. Лаборатория в Университете Питтсбурга (University of Pittsburgh) объединила данные 100-микронной МРТ с данными трехмерной трактографии, которые показывают пути для картирования человеческого мозга. Эти данные также были интегрированы в атлас нейроанатомии в Университете Юночапеко (University Unochapecо), Бразилия.
«В течение следующих 10 лет мы будем продолжать разрабатывать новаторские инструменты визуализации мозга во все более и более высоких разрешениях с целью «мгновенного снимка» в микронном масштабе», – говорит Эдлов. «Мы предвидим будущее, в котором МРТ ex vivo и оптические изображения с микронным разрешением будут точно привязаны к гистопатологическим данным и данным МРТ in vivo. Этот полностью интегрированный конвейер анализа откроет новый мир возможностей для исследования патофизиологической основы неврологических заболеваний».
Авторы другого исследования утверждают, что с помощью МРТ можно будет оценить эффективность диет.
