Как заглянуть в мозг и увидеть структуры с разрешением всего в сотню микрометров? Исследователи из Центра биомедицинской визуализации Athinoula A. Martinos Массачусеттсткой клиники общего профиля смогли ответить на этот вопрос, использовав 7-тесловый магнитно-резонансный томограф, особую приемно-передающую катушку и умерший мозг. О подробностях эксперимента они рассказали в препринте, опубликованном в базе bioRxiv.
Полученные изображения.Credit: Andre van der Kouwe et al. 2019
Анатомию можно изучать не только по гистологическим срезам, но и при помощи магнитно-резонансной томографии с высоким разрешением. Для этих целей созданы магнитно-резонансные томографы с высокой напряженностью магнитного поля, и некоторые из них (7 Тесла) уже даже одобрены для клинической практики (правда, пока еще не в России).
Тем не менее хоть четкость изображений мозга живого человека и велика в таком аппарате, этого недостаточно для точнейших атласов, подобных гистологическим, поэтому исследователи пользуются технологией ex vivo, изучая части мертвого мозга. И американские ученые впервые провели подобные эксперимент с целым мозгом человека.
Для этого им пришлось создать специальную объемную приемно-передающую катушку с 31-канальной матрицей и напечатать на 3D-принтере прозрачный уретановый кейс для мозга. Предметом исследования стало содержимое черепной коробки 58-летней женщины, погибшей в отделении интенсивной терапии от вирусной пневмонии, но предварительно принявшей решение отдать свой мозг на научные исследования. Орган зафиксировали в формалине, где он пролежал 35 месяцев, а перед экспериментом перенесли в перфторполиэфир, понижающий артефакты магнитной восприимчивости.
Так выглядела катушка с кейсом для мозга и находящимся внутри органом. Credit: Andre van der Kouwe et al. 2019
Сканирование проходило в 7-тесловом МРТ и в общей сложности длилось около пяти суток (100 часов). Исследователи использовали протокол, содержащий импульсные последовательности FLASH с четырьмя углами поворота и дальнейшим синтезом в единую картину. Полученные изображения имели невероятно высокое разрешение в менее 100 микрометров. Сходной разрешающей способности раньше удавалось добиться только при сканировании небольших участков мозга.
После реконструкции они создали несколько баз данных, куда поместили полученные тома. Авторы сообщили, что намерены делиться изображениями в научных и образовательных целях.
«Мы предполагаем широкий спектр исследовательских, образовательных и клинических применений для этого набора данных, которые могут улучшить понимание анатомии человеческого мозга в отношении здоровья и различных заболеваний», — отмечают они.
Текст: Анна Хоружая
7 Tesla MRI of the ex vivo human brain at 100 micron resolution by Brian L Edlow, Azma Mareyam, Andreas L Horn, Jonathan Polimeni, M Dylan Tisdall, Jean Augustinack, Jason P Stockman, Bram R Diamond, Allison Stevens, Lee S Tirrell, Rebecca D Folkerth, Lawrence L Wald, Bruce Fischl, Andre van der Kouwe. Published May 2019
doi: https://doi.org/10.1101/649822
Нейробиологи, кажется, сумели найти способ диагностировать расстройства аутистического спектра (РАС) при помощи функциональной магнитнорезонансной томографии (подробнее об этом методе можно прочитать в нашей отдельной статье)….
На днях FDA одобрило первый 7-тесловый магнитно-резонансный томограф, в котором более чем удваивается статическая напряженность магнитного поля, доступная для клинического использования на сегодняшний день. Magnetom…
Несколько месяцев назад российская научная группа молекулярных биологов и психиатров получила грант Российского научного фонда. Новый проект будет посвящен исследованию такого сильно мифологизированного заболевания, как…
Исследователи из Университетов Калифорнии в Беркли, Дьюка и Северной Каролины продемонстрировали с помощью магнитно-резонансной томографии, что даже один футбольный сезон (речь, разумеется об американском футболе,…
Зрительный контакт между людьми активирует одни и те же участки в их мозге, настраивая его на общение, выяснили учёные из Национального института физиологических наук Японии….
Используя открытую платформу, называемую «Виртуальный мозг», международная команда исследователей симулировала нервную активность, взяв данные об опухолях мозга отдельных пациентов. Результаты, опубликованные в eNeuro, представляют собой первый шаг…
Новое исследование, проведенное в Калифорнийском технологическом институте, показывает, почему нам бывает трудно сделать выбор из большого количества вариантов. И сколько вариантов выбора окажется оптимальным (дисклеймер:…
Ученые из Стэнфордского университета нашли у давних фанатов японских фантастических существ область мозга, отвечающую за распознавание персонажей. Статью об этом они опубликовали в журнале Nature Human Behavior….
Китайские учёные сумели побороть страсть к занятию неважными делами и определить, где в нашем мозге притаилась прокрастинация. Да-да, та самая сила, которая заставляет нас перед…
Для обычного человека вот уже 65 лет HM — это Ee Величество Елизавета II, королева Великобритании и, номинально, еще пятнадцати стран с 1952 года. Однако…
