Нейробиологи ТГУ с помощью нового неинвазивного метода смогли впервые в мире проследить процессы гибели и восстановления нервных клеток и аксонов после инсульта головного мозга, сообщает сайт университета. Данные получены на модели ишемического инсульта у крыс.
С помощью нового подхода к МРТ исследователи в течение трех месяцев отслеживали изменения, которые происходили в головном мозге животных, переживших сосудистую катастрофу. Они выяснили, что новые аксоны пытаются восстановить утраченную связь между нервными клетками. Исследования выполнены при поддержке РНФ.
Инструментом для проведения исследований стала диагностическая технология, созданная в лаборатории нейробиологии ТГУ под началом её научного руководителя, профессора ТГУ и Университета Вашингтона Василия Ярных. С помощью специальных процедур математической обработки данных МРТ учёные получают карты миелина – изображения мозга, отражающие количество оболочек нервных волокон аналогично тому, как рельеф местности изображен на географических картах. Карты миелина выявляют микроскопические изменения вещества мозга, которые нельзя обнаружить с помощью традиционной МРТ.
– Было проведено два эксперимента: в ходе первого состояние животных отслеживалось на протяжении десяти дней после инсульта, – рассказывает заведующая лабораторией нейробиологии ТГУ Марина Ходанович. – В ходе второго многократное сканирование головного мозга грызунов проводилось в течение трех месяцев. В обоих случаях мы смотрели, что происходит с нейронами и аксонами (отростками нервных клеток), по которым идут импульсы от одной нервной клетки к другой.
При этом проводилась количественная оценка миелина – главного вещества в составе оболочек нервов. Именно от его состояния зависит правильная передача информации между клетками нервной системы. Исследования нейробиологов показали, что после инсульта в области мозга, где произошло нарушение кровоснабжения, гибнут нейроны и аксоны, однако часть аксонов остаются живыми, хотя и демиелинизированными. Также выяснилось, что данный процесс не является необратимым – со временем происходит восстановление миелина в оболочках нервов.
Наблюдается и другой феномен: от здоровых нейронов из неповрежденных областей, у которых погибли аксоны и поэтому нарушены связи с другими нервными клетками, прорастают новые аксоны. Они могут проходить через ишемическую область, дотягиваясь до здоровых нейронов и формируя новые нервные сети. Если новая связь образована, а по аксону начинают проходить нервные импульсы – это сигнал для образования новой миелиновой оболочки. Прорастание новых нервных окончаний у крыс происходит достаточно быстро, через два-три месяца.
– Судя по всему, новая проводящая сеть не полностью воспроизводит ту, которая была до повреждения, но, тем не менее, аксоны пытаются наладить утраченную связь между клетками, – говорит Марина Ходанович. – Наша дальнейшая задача – выяснить, как восстановление сети влияет на возобновление различных функций: восприятия, памяти, мелкой моторики и других. Для этого необходимо понять, как изменилась структура нервной сети, и сопоставить это с восстановлением функций. На это будут направлены наши дальнейшие исследования.
Для их выполнения учёные намерены использовать комбинацию двух методов магнитно-резонансной томографии: MPF-картирования и трактографии, которая позволяет оценивать проводящие пути нервной системы. Это поможет изнутри увидеть процессы восстановления головного мозга после инсульта и сопоставить их с динамикой реабилитации сенсорных, двигательных, когнитивных способностей. Новый подход перспективен как для мониторинга состояния, так и для прогноза динамики и объёма восстановления утраченных функций.
Наряду с этим нейробиологи планируют получить новые фундаментальные данные, изучая молекулярные механизмы восстановления нейронов и аксонов. На многие вопросы учёные попытаются ответить впервые, в частности определить, как здоровый аксон находит путь к той клетке, с которой ему необходимо наладить связь, всегда ли ему удаётся это сделать. Исследователи рассчитывают найти «мишени», воздействие на которые будет стимулировать процессы восстановления и ускорит возвращение больных к нормальному качеству жизни.
