Bipolāru traucējumu noteikšana ar MRI

Šis raksts ir īpašs stāsts Tehnoloģiju apskats 2005. gada decembra/2006. gada janvāra drukātais izdevums — ir sadalīts trīs daļās prezentācijai tiešsaistē. Šī ir 1. daļa; 2. daļa parādīsies otrdien, 24. janvārī un 3. daļa trešdien, 25. janvārī.

Kad Bredlijs Pītersons, Kolumbijas universitātes psihiatrs un pētnieks, piedāvāja skenēt manas smadzenes ar magnētiskās rezonanses attēlu, kas ir maza Airstream treilera izmēra, es uzreiz teicu jā. Es pavadīju 10 minūtes, aizpildot lappusi garu kontrolsarakstu (meloju uz jautājumu, vai man nav klaustrofobija), un vēl dažas minūtes iztukšoju kabatas un atbrīvojos no atslēgām, rokas pulksteņa un pildspalvas, kas varētu kļūt par raķetēm MRI spēcīgajā magnētiskajā aparātā. lauks.

Es apgūlos uz šauras paletes, kas ieslīdēja mašīnā kā atvilktne morgā. Mašīna ievaidējās un klabēja, lūkojoties manā galvaskausā, un tad apklusa. Ar maigu dūkoņu palete izslīdēja ārā, un es atslābu. Apmēram tik ilgi, cik nepieciešams, lai manā klēpjdatorā ierakstītu dažus kompaktdiskus, Pītersons bija noliecies virs ekrāna, rādot man detalizētu melnbaltu manu smadzeņu attēlu.

Smadzeņu skenēšana, piemēram, manā veiktā, tagad ir rutīna un tiek izmantota visam, sākot no insulta pazīmju noteikšanas līdz aizdomīgu audzēju meklēšanai. Taču tādi pētnieki kā Pītersons virza MRI tehnoloģiju tālāk, nekā kāds kādreiz domāja, ka tā varētu darboties. Apmēram pēdējo desmit gadu laikā MRI ir pārveidots, lai atklātu ne tikai smadzeņu anatomiju, bet arī smadzeņu darbības veidu.

Lai gan parastā MRI skenēšana, tāpat kā Pētersons, atklāj fizioloģiskas struktūras, variācija, ko sauc par funkcionālo MRI (fMRI), tagad var arī attēlot asins plūsmu laika gaitā, ļaujot pētniekiem redzēt, kuri smadzeņu apgabali ir aktīvi noteiktu uzdevumu veikšanas laikā.

Patiešām, fMRI pētījumi pēdējos gados ir snieguši pētniekiem pārsteidzošus attēlus par smadzenēm, kas faktiski darbojas. Vēl jaunāks paplašinājums ir MRI spektroskopija, cita veida funkcionālā attēlveidošana, kas uzrauga noteiktu ķīmisko vielu aktivitāti smadzenēs, sniedzot atšķirīgus norādījumus par smadzeņu darbību nekā fMRI. Un pavisam nesen pētnieki ir ieviesuši MRI metodi, ko sauc par difūzijas tenzora attēlveidošanu (DTI), kas rada 3-D attēlus no trauslā, zirnekļa vadu tīkla, kas savieno vienu smadzeņu daļu ar otru.

MRI ir kļuvis par visspēcīgāko instrumentu cilvēka smadzeņu izpētei, saka Roberts Desimone, Makgoverna smadzeņu pētniecības institūta direktors MIT. Es to salīdzinu ar astronomu teleskopa izgudrojumu. Desimone atzīmē, ka teleskopa ierašanās uzreiz neizmainīja zinātnisko izpratni par Visumu. Tas prasīja laiku, jo pētnieki iemācījās izmantot savu jauno rīku.

Tas pats notiek ar MRI, saka Desimone. Pētnieki tikai tagad sāk apzināties šo metožu potenciālu, kas pirmo reizi tika plaši izmantoti cilvēkiem apmēram pirms 15 gadiem. Laukā jūs redzat lielu satraukumu, saka Desimone.

Vairāki tehniskie sasniegumi ir veicinājuši MRI uzlabošanos. Saraksta augšgalā ir jaudīgāku MRI magnētu izstrāde, kas nodrošina detalizētāku un augstākas izšķirtspējas skenēšanu. Kas megapikseļi ir digitālajai kamerai, teslas, magnētiskā lauka stipruma mērs, ir MRI: jo vairāk jums ir, jo labāka attēla kvalitāte. Jaunākie MRI ģenerē aptuveni septiņu teslu magnētiskos laukus, kas ir daudzus tūkstošus reižu spēcīgāki par Zemes magnētisko lauku un vismaz divreiz spēcīgāki par tiem, ko parasti izmanto slimnīcās. (Dažos pētniecības centros, tostarp McGovern Institute, ir 9,4 tesla MRI skeneri pētījumiem ar dzīvniekiem.)

Vēl viena svarīga attīstība ir arvien sarežģītāku datoranalīzes metožu virkne. Tie ļauj pētniekiem iegūt vairāk un labākas informācijas no skenera datiem un ir uzlabojuši ne tikai fMRI, bet arī MRI spektroskopiju un DTI.

Smadzeņu attēlveidošanas pētījumu galvenais mērķis ir palīdzēt izskaidrot, kā miljardiem neironu un savienojumu smadzenēs rodas domas. Bet pētnieki arī izmanto jaunās MRI metodes praktiskākam, tūlītējam mērķim: garīgo slimību un mācīšanās traucējumu diagnostikas un ārstēšanas uzlabošanai. Cerams, ka MRI attēlveidošana nodrošinās daudz precīzāku psihisko slimību diagnostiku, kuru simptomi var līdzināties viens otram, novēršot daudzu gadu ciešanas pacientiem, kuri lieto nepareizus medikamentus.

Kā daļu no šiem centieniem pētnieki izmanto MRI, lai izpētītu ne tikai psihisku slimību, bet arī visu veidu smadzeņu anomāliju un mācīšanās traucējumu cēloņus, tostarp tos, kas bieži sastopami priekšlaicīgi dzimušiem bērniem. Un, lai gan mēģinājumi izmantot smadzeņu attēlveidošanu, lai uzlabotu psihiatrisko veselības aprūpi, pēdējo desmit gadu laikā nav bijuši veiksmīgi, jaunās MRI tehnoloģijas – būtībā daudz spēcīgāki prāta teleskopi – sniedz jaunu cerību atrast labākus iejaukšanās veidus.

Bipolāri pirkstu nospiedumi

Viens no līderiem centienos izmantot MRI psihiatrisko slimību diagnostikā un ārstēšanā ir Džons Ports Mayo klīnikā Ročesterā, MN. Ports ir neiroradiologs, kurš savu karjeru sāka, studējot elektroinženieru un datorzinātnes MIT, un vēlāk ieguva doktora grādu šūnu bioloģijā un doktora grādu Ilinoisas Universitātē. Tāpēc viņš ir labā stāvoklī, lai pētītu gan pamata MRI tehnoloģiju, gan tās pielietojumu medicīnā.

Porta darbs pie MRI varētu būt plaši pielietots psihiatrijā, taču šobrīd viņš koncentrējas uz savu īpašo interesi: bipolāriem traucējumiem. Bipolārus traucējumus sauc arī par mānijas depresiju, un tiem raksturīgas garastāvokļa svārstības no savvaļas pārpilnības līdz dziļai depresijai, starp kurām ir stabilitātes periodi. Rentgenstari vai tradicionālie MRI neuzrāda atšķirību starp smadzenēm cilvēkiem ar bipolāriem traucējumiem un tiem, kuriem tie nav; medicīnas žurnāli ir pilni ar neveiksmīgiem mēģinājumiem izmantot attēlveidošanu, lai atrastu atšķirīgas slimības pazīmes.

Ports uzskata, ka daudzi no šiem mēģinājumiem bija zinātniski kļūdaini. Man ir saraksts ar mājdzīvniekiem, kas ir jūdzi garš, viņš saka. Ir miljons pētījumu, bet pacienti var lietot sešas dažādas zāles. Tātad, ja redzat kaut ko citu, vai tās ir zāles? Vai arī kaut kas notiek? Vēl viena problēma daudzos iepriekšējos pētījumos, viņš saka, ir tā, ka tajos bija pārāk maz pacientu. No 10 pacientiem neko nevar pateikt. Liela daļa pētījumu nav bijuši tik stingri, kā vajadzētu.

Patiešām, neskatoties uz daudzu gadu darbu, neirozinātnieki joprojām nezina, kas izraisa bipolārus traucējumus, vai tieši tās smadzeņu daļas ir iesaistītas. Šis zināšanu trūkums ir nopietni kavējis drošāku un efektīvāku slimības ārstēšanas veidu meklēšanu. Galvenās zāles bipolāru traucējumu ārstēšanai, litijs un Depakote, ir bijušas jau vairākus gadu desmitus.

Abi tika atklāti nejauši, kad pētnieki, mēģinot darīt kaut ko citu, pamanīja, ka zāles atvieglo simptomus pacientiem ar bipolāriem traucējumiem. Un, lai gan zāles dažiem cilvēkiem var būt pietiekami efektīvas, ārstiem nav ne jausmas, kā tās darbojas vai kuri pacienti, visticamāk, gūs labumu. Lai atrastu labākus medikamentus, pētniekiem jāspēj noteikt precīzus mehānismus vai struktūras, kas saistītas ar bipolāriem traucējumiem.

Mehānismu noteikšana varētu arī nodrošināt precīzāku traucējumu novērtēšanu. Bieži vien psihiatrijā diagnoze tiek veikta ar izmēģinājumu un kļūdu metodi, kurā psihiatrs, pamatojoties uz pacienta uzvedību vai paša ziņotajiem simptomiem, veic izglītotu minējumu, izraksta zāles un pārbauda, ​​vai tas palīdz. Ja tā nav, psihiatrs apsver citu diagnozi un citu medikamentu, līdz kaut kas sāk darboties.

Psihiatriem ir vajadzīgs tests, kas sniegs atbildi: šim pacientam ir slimība vai nav, saka Ports. Viņš un citi pētnieki cer, ka MRI skeneri piedāvās galīgo diagnozi. Un tiem, kas strādā garīgās veselības profesijā, tas visu mainītu. Es veltu atlikušo savas karjeras laiku, lai izstrādātu attēlveidošanas testu, kas palīdzēs psihiatriem diagnosticēt bipolārus traucējumus un citas slimības, saka Port.

Rīt: dziļāks ieskats MRI spektroskopijas un DTI tehnoloģijās.

Pola Rēburna jaunākā grāmata ir Iepazans ar Nakts , memuāri par bērnu ar depresiju un bipolāriem traucējumiem audzināšanu.

Mājas lapas attēls ar Džona Porta pieklājību.

paslēpties