Logo
Cover

Раньше ученые могли заглянуть лишь на несколько миллиметров внутрь, а созданный в MIT инструмент визуализирует процессы в глубине мозга.

Исследователи из Массачусетского технологического института (США) разработали новый датчик для магнитно-резонансной томографии. Предложенный метод визуализации измеряет активность кальция в нейронах глубоко внутри мозга, сообщается на сайте института.

Кальций — важная сигнальная молекула для большинства клеток человека, в особенности для нейронов.

Наблюдение за кальцием в нейронах может указать на их способы коммуникации и поведения, однако до сих пор ученые могли прослеживать эти процессы лишь на поверхности мозга — не глубже нескольких миллиметров.

Теперь впервые появился метод для обнаружения внутриклеточной кальциевой сигнализации на основе МРТ.

Ученые проследили сигнальные процессы внутри нейронов животных. Такой способ наблюдения позволит связать нейронную активность с определенным типом поведения, объясняют авторы.

Американская команда — не единственная, кто пытался разработать подобные датчики на основе МРТ. Основным препятствием для всех стала разработка контрастного вещества, которое могло бы проникнуть внутрь клеток мозга.

В нынешнем опыте ученые использовали марганец в качестве контрастного агента, который слабо взаимодействует с магнитными полями и при этом проникает сквозь клеточные мембраны. В результате, если уровень кальция низкий, взаимодействия не происходит и на МРТ не отражается активность. Напротив, вслед за электрическим импульсом, когда кальций проникает в клетку, высвобождается марганец, и контрастное вещество становится очевидным для сканера.

В экспериментах с крысами ученые смогли измерить активность кальция в стриатуме — глубинном отделе мозга, который у грызунов отвечает за движение и поведение.

Команда надеется использовать эту технологию для выявления небольших скоплений нейронов, которые участвуют в определенных типах поведения у людей.

«Это может быть полезно для понимания, каким образом различные отделы мозга работают вместе, чтобы координировать поведение», — говорит старший автор исследования Алан Джасоноф. Кроме того, метод можно использовать для визуализации других органов, функции которых зависят от кальция, уверен ученый. Например, для диагностики работы сердца.

МРТ остается наиболее информативным методом диагностики для многих заболеваний, однако ученые постоянно пытаются его модифицировать для расширения функционала и снижения стоимости обследования. Недавно в Швейцарии разработали УЗИ высокого разрешения, которое для некоторых состояний обещает даже заменить МРТ.