يمكن أن تمنح التكنولوجيا الجديدة التي تستخدم آلات التصوير بالرنين المغناطيسي السريري لتصوير نشاط التمثيل الغذائي في الدماغ الباحثين والأطباء نظرة فريدة على وظيفة الدماغ والمرض ، والباحثين في تقرير جامعة إلينوي أوربانا شامبين. كشف التصوير الأيضي غير الغازي ، عالي الدقة للدماغ بأكمله عن اختلافات في النشاط الأيضي ومستويات النقل العصبي بين مناطق الدماغ ؛ وجدت التغييرات الأيضية في أورام الدماغ. ورسمت وتميز آفات التصلب المتعدد – مع المرضى الذين يقضون دقائق فقط في ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي.
بقيادة Zhi-Pei Liang ، أستاذ الهندسة الكهربائية والكمبيوتر وعضو في معهد Beckman للعلوم والتكنولوجيا المتقدمة في U. of I. ، أبلغ الفريق عن نتائجه في المجلة طبيعة الهندسة الطبية الحيوية.
وقال ليانغ: “إن فهم الدماغ ، وكيف يعمل وما هو الخطأ عندما يتم إصابته أو مرضه يعتبر أحد أكثر المساعي العلمية إثارة والصعبة في عصرنا”. “لعب التصوير بالرنين المغناطيسي أدوارًا رئيسية في فتح أسرار الدماغ على مدار العقود الأربعة الماضية. تضيف تقنيتنا الجديدة بعدًا آخر إلى قدرة التصوير بالرنين المغناطيسي على تصوير الدماغ: تصور استقلاب الدماغ واكتشاف التعديلات الأيضية المرتبطة بأمراض الدماغ.”
يوفر التصوير بالرنين المغناطيسي التقليدي التصوير المالي العالي الدقة من هياكل الدماغ. يقوم التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي بتعيين نشاط الدماغ عن طريق اكتشاف التغيرات في تدفق الدم ومستوى الأكسجين في الدم ، والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالنشاط العصبي. ومع ذلك ، لا يمكنهم تقديم معلومات عن النشاط الأيضي في الدماغ ، وهو أمر مهم لفهم الوظيفة والمرض ، كما قال الباحث اللاحق لما بعد الدكتوراه ، أول مؤلف للورقة.
وقال تشاو: “غالبًا ما تحدث التغيرات الأيضية والفسيولوجية قبل أن تكون التشوهات الهيكلية والوظيفية مرئية على صور التصوير بالرنين المغناطيسي والرنين المغناطيسي الوظيفي التقليدية”. “يمكن أن يؤدي التصوير الأيضي إلى التشخيص المبكر والتدخل في أمراض الدماغ.”
تستند كل من تقنيات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي والرنين المغناطيسي الوظيفي إلى إشارات الرنين المغناطيسي من جزيئات الماء. تقيس التكنولوجيا الجديدة إشارات مستقلبات الدماغ وناقلات النقلات العصبية وكذلك جزيئات الماء ، وهي تقنية تُعرف باسم التصوير الطيفي للرنين المغناطيسي. وقال تشاو إن صور MRSI يمكن أن توفر رؤى جديدة مهمة في وظائف الدماغ وعمليات المرض ، ويمكن أن تحسن الحساسية والخصوصية لاكتشاف وتشخيص أمراض الدماغ.
لقد تعثرت محاولات أخرى في MRSI في الأوقات الطويلة المطلوبة لالتقاط الصور ومستويات عالية من الضوضاء التي تحجب الإشارات من الناقلات العصبية. التقنية الجديدة تعالج كلا التحديات.
وقال ليانغ: “تتغلب تقنيتنا على العديد من الحواجز التقنية الطويلة الأمد أمام التصوير الأيضي عالي الدقة من خلال دمج البيانات الفائقة عن طريق التآزر مع أساليب التعلم الآلي القائم على الفيزياء لمعالجة البيانات”. مع تقنية MRSI الجديدة ، خفض فريق إلينوي الوقت اللازم لفحص الدماغ بالكامل إلى 12 دقيقة ونصف.
اقرأ أيضًا...
اختبر الباحثون تقنية MRSI الخاصة بهم على العديد من السكان. في الأشخاص الأصحاء ، وجد الباحثون ورسموا نشاطًا متفاوتًا للنقل الأيضي والناقل العصبي عبر مناطق الدماغ المختلفة ، مما يشير إلى أن هذا النشاط ليس عالميًا. في المرضى الذين يعانون من أورام الدماغ ، وجد الباحثون تغييرات استقلابي ، مثل ارتفاع الكولين واللاكتات ، في أورام درجات مختلفة – حتى عندما تبدو الأورام متطابقة في صور التصوير بالرنين المغناطيسي السريري. في الأشخاص الذين يعانون من مرض التصلب العصبي المتعدد ، اكتشفت التقنية التغيرات الجزيئية المرتبطة بالاستجابة الالتهابية العصبية وتقليل النشاط العصبي حتى 70 يومًا قبل أن تصبح التغييرات مرئية على صور التصوير بالرنين المغناطيسي السريري.
وقال ليانج إنه يتوقع الباحثون إمكانية الاستخدام السريري الواسع لتقنيتهم: من خلال تتبع التغييرات الأيضية مع مرور الوقت ، يمكن للأطباء تقييم فعالية العلاجات للحالات العصبية. يمكن أيضًا استخدام معلومات التمثيل الغذائي لتكييف العلاجات للمرضى الأفراد بناءً على ملفات التعريف الفريدة من نوعها.
وقال ليانغ ، الذي بدأ حياته المهنية في مختبر البروفيسور الراحل إلينوي ، بول لاوتيربر ، الحاصل على جائزة نوبل لتطوير تكنولوجيا التصوير بالرنين المغناطيسي: “التصوير الأيضي العالي الدقة في الدماغ بالكامل له إمكانات سريرية كبيرة”. “تصور بولس هذا الاحتمال المثير والنهج العام ، لكن كان من الصعب للغاية تحقيق حلمه بالتصوير الأيضي سريع الدقة في الإعداد السريري.
“نظرًا لأن الرعاية الصحية تتجه نحو الطب الشخصي والتنبئي والدقيق ، فإن هذه التكنولوجيا عالية السرعة عالية الدقة يمكن أن توفر أداة فعالة في الوقت المناسب وفعالية لتلبية الحاجة الملحة غير الملباة للتصوير الأيضي غير الموسع في التطبيقات السريرية.”
تم دعم هذا العمل من قبل مؤسسة أرنولد ومابل بيكمان.
المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily
