Нейробиологи Томского государственного университета впервые в истории напрямую сравнили, как меняется содержание миелина – «изоляции» нервных волокон головного мозга – при рассеянном склерозе, болезни Паркинсона, постковидных осложнениях и обычном старении. Результаты исследований планируется сопоставить с «атласом» головного мозга здоровых людей, который нейробиологи ТГУ создают при поддержке Российского научного фонда.
Лаборатория нейробиологии Научно-исследовательского института биологии и биофизики ТГУ занимается изучением механизмов восстановления мозга, разрабатывает неинвазивные методы диагностики и исследует процессы нейрогенеза (образования новых нейронов) в норме и при патологиях.
Миелин – это вещество, которое изолирует нервные волокна головного мозга, обеспечивает скорость и точность передачи сигналов между нейронами. Когда количество миелина снижается, «качество связи» в мозге изменяется: страдают память, внимание, эмоциональная регуляция, – поясняет руководитель проекта, заведующий лабораторией нейробиологии НИИ ББ ТГУМихаил Светлик.
Ранее оценить миелин неинвазивно у живого человека было невозможно. Настоящий прорыв в этой области произошел благодаря технологии MPF-картирования, разработанной нейробиологами под руководством ученого ТГУ и Вашингтонского университета Василия Ярных. Специальные МРТ-протоколы и математическая обработка позволяют измерять количество миелина в белом и сером веществе мозга даже у еще неродившихся детей. Полученные карты наглядно отражают плотность нервных оболочек, подобно географическому рельефу.
По миелинизированным волокнам сигнал движется со скоростью до 120 метров в секунду. Нарушение миелиновой оболочки – демиелинизация – лежит в основе такого тяжелого недуга, как рассеянный склероз. В новых исследованиях ученые ТГУ доказали: потеря миелина – процесс гораздо более распространенный, он значительно выражен у людей с болезнью Паркинсона, постковиде и при естественном старении. Именно демиелинизация во многом провоцирует нарушение памяти, сна и когнитивных функций.
В исследовании ученых ТГУ, проведенном при участии сотрудников СибГМУ и НИИ онкологии ТНИМЦ, приняли участие 196 человек: пациенты с рассеянным склерозом, болезнью Паркинсона, переболевшие COVID-19 с затяжными нервно-психическими симптомами (лонг-COVID), а также группа здоровых добровольцев для контроля.
Результаты, опубликованные в престижном научном журнале Biomedicines, показали четкую картину разрушения оболочек нервных волокон. Самые масштабные потери миелина ожидаемо зафиксированы при рассеянном склерозе. Причем страдало не только белое, но и серое вещество мозга – кора и подкорковые структуры, что напрямую связано со степенью инвалидизации пациентов.
При болезни Паркинсона зафиксировано меньшее, но статистически значимое снижение миелина. При этом ученые впервые доказали: чем тяжелее стадия болезни, тем больше нарушений в изоляция нервов. Это делает метод картирования мощным инструментом для прогнозирования течения недуга.
Отдельное внимание привлекли пациенты с лонг-ковидом. У людей, перенесших коронавирус и столкнувшихся с постковидной депрессией и бессонницей, зафиксировано самое заметное снижение показателя миелина среди всех участников с постковидным синдромом. То есть невидимый след вируса на биохимии мозга вполне осязаем.
Разрозненные данные ученые сводят воедино в рамках масштабного проекта, поддержанного грантом Российского научного фонда. Главная практическая цель работы – создание отечественного «атласа» головного мозга.
Атлас строится на данных МРТ здоровых людей разного возраста, полученных на томографах с напряженностью магнитного поля 1,5 тесла, – говорит Михаил Светлик. – Он позволит выделять и сравнивать отдельные области мозга, например, двигательные и зрительные участки коры, а также подкорковые структуры – у здоровых людей и пациентов с различными заболеваниями, от болезни Паркинсона до постковидной депрессии.
При некоторых патологиях границы этих областей могут изменяться или хуже различаться на снимках. Кроме того, нейробиологи ТГУ будут оценивать интенсивность сигнала на картах: ее снижение может указывать на нарушения миелинизации – процесса формирования оболочек нервных волокон.
В будущем разработанный в ТГУ атлас и алгоритм анализа МРТ-снимков смогут использовать клиницисты по всей России. Врачам больше не придется опираться исключительно на субъективный опыт: новая цифровая карта позволит замечать разрушение миелина на самых ранних, еще обратимых стадиях, открывая принципиально новые возможности для лечения и реабилитации пациентов.
Результаты исследования опубликованы в журнале Biomedicines.
Фото пресс-службы ТГУ.
Источник: Минобрнауки России
