Bipolinio sutrikimo nustatymas naudojant MRT

Šis straipsnis – pagrindinė istorija Technologijų apžvalga 2005 m. gruodžio / 2006 m. sausio mėn. spausdintas numeris – suskirstytas į tris dalis pristatymui internete. Tai yra 1 dalis; 2 dalis pasirodys antradienį, sausio 24 d., ir 3 dalis trečiadienį, sausio 25 d.

Kai Kolumbijos universiteto psichiatras ir tyrinėtojas Bradley Petersonas pasiūlė nuskaityti mano smegenis magnetinio rezonanso vaizduokliu, kurio dydis prilygsta mažos „Airstream“ priekabos dydžiui, iškart pasakiau „taip“. Aš praleidau 10 minučių pildydamas puslapio ilgio kontrolinį sąrašą (melavau klausdamas, ar nesergau klaustrofobija), o dar kelias minutes ištuštinau kišenes ir atsikračiau raktų, rankinio laikrodžio ir rašiklio, kurie gali tapti raketomis MRT galingo magneto viduje. lauke.

Atsiguliau ant siauro padėklo, kuris įslydo į mašiną kaip morgo stalčius. Mašina aimanavo ir žvangėjo žiūrėdama į mano kaukolę, tada nutilo. Švelniai ūžiant padėklas išslydo ir aš atsipalaidavau. Maždaug tiek laiko, kiek reikia norint įrašyti kelis kompaktinius diskus nešiojamajame kompiuteryje, Petersonas buvo pasilenkęs virš ekrano ir rodė man išsamų nespalvotą mano smegenų vaizdą.

Smegenų skenavimas, kaip ir mano atliktas, dabar yra įprastas, naudojamas viskam – nuo ​​insulto požymių nustatymo iki įtariamų navikų paieškos. Tačiau mokslininkai, tokie kaip Petersonas, stumia MRT technologiją toliau, nei kas nors manė, kad tai gali būti. Per pastarąjį dešimtmetį MRT buvo pertvarkytas, kad atskleistų ne tik smegenų anatomiją, bet ir smegenų veikimo būdą.

Nors įprastiniai MRT skenavimai, kaip ir tas, kurį man davė Petersonas, atskleidžia fiziologines struktūras, variacija, vadinama funkcine MRT (fMRT), dabar taip pat gali vaizduoti kraujo tekėjimą laikui bėgant, todėl mokslininkai gali pamatyti, kurios smegenų sritys yra aktyvios atliekant tam tikras užduotis.

Iš tiesų, per pastaruosius kelerius metus atlikti fMRI tyrimai tyrėjams suteikė stulbinamų iš tikrųjų veikiančių smegenų vaizdų. Dar naujesnis išplėtimas yra MRT spektroskopija, kitos rūšies funkcinis vaizdavimas, stebintis tam tikrų cheminių medžiagų aktyvumą smegenyse ir suteikiantis kitokias smegenų funkcijos užuominas nei fMRT. Ir visai neseniai mokslininkai pradėjo taikyti MRT metodą, vadinamą difuzijos tenzoriniu vaizdavimu (DTI), kuris sukuria 3D vaizdus iš silpno, voratinklio laidų tinklo, jungiančio vieną smegenų dalį su kita.

MRT tapo galingiausia priemone žmogaus smegenims tirti, sako Robertas Desimone'as, MIT McGovern smegenų tyrimų instituto direktorius. Lyginu tai su astronomams skirto teleskopo išradimu. Desimone pažymi, kad teleskopo atėjimas iš karto nepakeitė mokslinio visatos supratimo. Tai užtruko, nes mokslininkai išmoko naudoti savo naują įrankį.

Tas pats vyksta su MRT, sako Desimone. Tyrėjai tik dabar pradeda suvokti šių metodų, kurie pirmą kartą buvo plačiai naudojami žmonėms maždaug prieš 15 metų, potencialą. Lauke matote daug įspūdžių, sako Desimone.

Keletas techninių pažangų prisidėjo prie MRT tobulinimo. Sąrašo viršuje yra galingesnių MRT magnetų kūrimas, leidžiantis atlikti išsamesnį ir didesnės raiškos nuskaitymą. Kokie megapikseliai skirti skaitmeniniam fotoaparatui, teslos – magnetinio lauko stiprumo matas – MRT: kuo daugiau jų turi, tuo geresnė vaizdo kokybė. Naujausi MRT sukuria maždaug septynių teslų magnetinius laukus, tūkstančius kartų stipresnius už Žemės magnetinį lauką ir bent du kartus stipresnius nei paprastai naudojami ligoninėse. (Kai kurie tyrimų centrai, įskaitant McGovern institutą, turi 9,4 teslos MRT skaitytuvus, skirtus tyrimams su gyvūnais.)

Kitas svarbus pokytis yra vis sudėtingesnių kompiuterinės analizės metodų eilė. Tai leidžia tyrėjams gauti daugiau ir geresnės informacijos iš skaitytuvo duomenų ir pagerino ne tik fMRT, bet ir MRT spektroskopiją bei DTI.

Galutinis smegenų vaizdo tyrimo tikslas yra padėti paaiškinti, kaip milijardai neuronų ir jungčių smegenyse sukelia mintis. Tačiau mokslininkai naujus MRT metodus taiko ir siekdami praktiškesnio, tiesioginio tikslo: pagerinti psichikos ligų ir mokymosi sutrikimų diagnostiką ir gydymą. Tikimasi, kad magnetinio rezonanso tomografija leis tiksliau diagnozuoti psichikos ligas, kurių simptomai gali būti panašūs vienas į kitą, taip išvengiant daugelio metų kančių pacientams, vartojantiems netinkamus vaistus.

Vykdydami šias pastangas, mokslininkai naudoja MRT, kad ištirtų ne tik psichikos negalavimų, bet ir visų rūšių smegenų anomalijų ir mokymosi sutrikimų priežastis, įskaitant tuos, kurie dažnai randami neišnešiotiems vaikams. Ir nors bandymai panaudoti smegenų vaizdavimą gerinant psichiatrinę sveikatos priežiūrą per pastarąjį dešimtmetį nebuvo sėkmingi, naujosios MRT technologijos – iš esmės daug stipresni proto teleskopai – suteikia naujų vilčių rasti geresnių būdų įsikišti.

Bipolinis pirštų atspaudas

Vienas iš lyderių, bandančių pasitelkti MRT diagnozuojant ir gydant psichikos negalavimus, yra Johnas Portas iš Mayo klinikos Ročesteryje, MN. Portas yra neuroradiologas, kuris savo karjerą pradėjo studijuodamas elektros inžineriją ir kompiuterių mokslą MIT, o vėliau Ilinojaus universitete įgijo ląstelių biologijos mokslų daktaro laipsnį ir medicinos mokslų daktaro laipsnį. Taigi jis gali tirti pagrindines MRT technologijas ir jos pritaikymą medicinoje.

Porto darbas magnetinio rezonanso tomografijos srityje galėtų būti plačiai pritaikytas psichiatrijoje, tačiau kol kas jis daugiausia dėmesio skiria savo pomėgiui: bipoliniam sutrikimui. Bipolinis sutrikimas, dar vadinamas maniakine depresija, pasižymi nuotaikų svyravimais nuo laukinio pakilumo iki gilios depresijos, tarp kurių yra stabilumo periodai. Rentgeno spinduliai arba įprasti MRT nerodo skirtumo tarp žmonių, sergančių bipoliniu sutrikimu, ir tų, kurie jo neturi, smegenų; medicinos žurnaluose gausu nesėkmingų bandymų panaudoti vaizdus, ​​kad būtų galima rasti skiriamuosius ligos požymius.

Portas mano, kad daugelis tų bandymų buvo moksliškai klaidingi. Turiu mylios ilgio naminių gyvūnėlių sąrašą, sako jis. Yra atlikta milijonas tyrimų, tačiau pacientai gali vartoti šešis skirtingus vaistus. Taigi, kai matote kažką kitokio, ar tai vaistai? O gal kažkas vyksta? Kita daugelio ankstesnių tyrimų problema, anot jo, yra ta, kad juose dalyvavo per mažai pacientų. Iš 10 pacientų nieko negali pasakyti. Daugelis tyrimų nebuvo tokie griežti, kaip turėtų būti.

Iš tiesų, nepaisant ilgus metus trukusio darbo, neurologai vis dar nežino, kas sukelia bipolinį sutrikimą ar tiksliai kurios smegenų dalys yra susijusios. Tas žinių trūkumas labai sutrukdė ieškoti saugesnių ir veiksmingesnių ligos gydymo būdų. Pagrindiniai vaistai nuo bipolinio sutrikimo, litis ir Depakote, buvo naudojami dešimtmečius.

Abu buvo atrasti atsitiktinai, kai ką nors kita bandę daryti mokslininkai pastebėjo, kad vaistai palengvina bipoliniu sutrikimu sergančių pacientų simptomus. Ir nors vaistai gali būti pakankamai veiksmingi kai kuriems žmonėms, gydytojai nežino, kaip jie veikia arba kuriems pacientams labiausiai tikėtina. Norėdami rasti geresnių vaistų, mokslininkai turi sugebėti nukreipti tikslius mechanizmus ar struktūras, susijusias su bipoliniu sutrikimu.

Tikslus mechanizmų nustatymas taip pat gali padėti tiksliau įvertinti sutrikimą. Dažnai psichiatrijoje diagnozė atliekama tam tikru bandymu ir klaidomis, kai psichiatras, remdamasis paciento elgesiu ar jo paties praneštais simptomais, daro išsilavinusią spėjimą, paskiria vaistus ir žiūri, ar tai padeda, ar ne. Jei ne, psichiatras svarsto kitokią diagnozę ir kitokį vaistą, kol kažkas pradės veikti.

Psichiatrams reikia atlikti testą, kuris duos atsakymą: šis pacientas serga ar neserga, sako Port. Jis ir kiti mokslininkai tikisi, kad MRT skaitytuvai pasiūlys galutinę diagnozę. O tiems, kurie dirba psichikos sveikatos srityje, tai pakeistų viską. Likusią savo karjeros dalį skiriu tam, kad sukurčiau vaizdo testą, kuris padės psichiatrams diagnozuoti bipolinį sutrikimą ir kitas ligas, sako Port.

Rytoj: gilesnis žvilgsnis į MRT spektroskopijos ir DTI technologijas.

Naujausia Paulo Raeburno knyga yra Susipažino su Naktimi , atsiminimai apie vaikų, sergančių depresija ir bipoliniu sutrikimu, auginimą.

Pagrindinio puslapio vaizdas suteiktas John Port.

paslėpti