8 دقیقه
پژوهشگران یک روش تصویربرداری MRI غیرتهاجمی توسعه داده‌اند که گسترش‌ها و انقباض‌های ریتمیک و خرد عروق خونی در سراسر مغز انسان زنده را نقشهبرداری میکند. این رویکرد میتواند نشان دهد که پالسهای میکروواسکولار چگونه در طول زمان و در پی عوامل خطر عروقی تغییر می‌کنند و آیا این تغییرات می‌توانند نشانه‌های اولیه دمانس یا افت شناختی باشند.
پنجره‌ای نو به میکروسیرکولاسیون مغزی
تپش شریانی مانند یک پمپ ظریف درون جمجمه عمل میکند، حرکت مایع را هدایت و به حذف ضایعات متابولیک کمک میکند. تا کنون، آشکارسازی پالس زدن سرخرگ‌ها و مویرگ‌های بسیار کوچک در انسان دشوار بود و پژوهشگران محدود به اندازه‌گیری‌های درشت یا مدل‌های حیوانی بودند. یک تیم در دانشگاه جنوب کالیفرنیا (USC)، در همکاری با Siemens Healthcare US، دو تکنیک پیشرفته MRI را ترکیب کرده‌اند تا پالسیتی حجمی (volumetric pulsatility) را در سراسر درخت عروقی مغز اندازهگیری کنند؛ از شاخه‌های اصلی تا رگ‌های بسیار ریز و مویرگ‌ها.
نحوه کار تکنیک تصویربرداری
روش جدید، فضای اشغال‌شده عروقی (VASO) را با برچسبزنی چرخش شریانی (ASL) ادغام میکند. به طور خلاصه:
VASO: اندازهگیری حجم رگها
VASO تغییرات ظریف در حجم رگ‌های خونی را از طریق سنجش نحوه جابه‌جایی سیگنال‌های بافت اطراف توسط خون تشخیص میدهد. این تکنیک حساس به افزایش‌ها و کاهش‌های جزیی است که با هر ضربان قلب در رگها رخ میدهد و از این رو برای شناسایی پالسهای حجمی در مقیاس میکروواسکولار مناسب است. در عمل، VASO با استفاده از امتناع سیگنال از خون یا تغییرات زمان بازیابی سیگنال به تغییرات حجمی پاسخ میدهد؛ این حساسیت به پالس حجمی اجازه میدهد تا حتی در بافت سفید عمیق که سیگنال پایه ضعیف‌تری دارد، تغییرات ثبت شوند.
ASL: ردیابی جریان خون بدون ماده حاجب
ASL آب خون ورودی را به‌عنوان یک نشانگر درون‌زاد برچسب‌گذاری میکند و امکان اندازهگیری جریان خون را بدون تزریق عوامل کنتراست فراهم می‌سازد. هنگامی که ASL با VASO ترکیب می‌شود، می‌توان اثرات مربوط به جریان را از پالس حجمی واقعی تفکیک کرد؛ یعنی دیدیم که آیا تغییر سیگنال به خاطر جابه‌جایی خون به صورت حجمی است یا صرفاً ناشی از افزایش سرعت یا میزان جریان. ادغام این دو تکنیک همچنین امکان نقشهبرداری سهبعدی و حجمی از الگوهای پالسیتی را فراهم می‌آورد که برای مقایسه ناحیه‌ای میان قشر خاکستری و ماده سفید حیاتی است.
رویکرد ترکیبی به پژوهشگران یک دید غیرتهاجمی و بی‌سابقه از رفتار دینامیک میکروواسکولار در مغز انسان زنده میدهد؛ اطلاعاتی که پیش‌تر تنها در مدل‌های حیوانی یا از طریق اندازه‌گیری‌های غیرمستقیم در دسترس بود. این امکان باعث می‌شود تا محققان بررسی کنند چگونه ساختار و عملکرد ریزعروق با افزایش سن، فشارخون یا سایر عوامل خطر عروقی تغییر میکند و چه پیامدهایی برای پاکسازی مواد متابولیک و سلامت عصبی دارد.
سرخرگ‌های مغزی
یافته‌های مطالعه چه بودند
با استفاده از پروتکل ترکیبی VASO–ASL، تیم USC افراد داوطلب سالم را در گروه‌های سنی جوان‌تر (۲۰ تا ۳۰ سال) و مسن‌تر (حدود ۵۰ تا ۶۰ سال) اسکن کردند. آن‌ها مشاهده کردند که پالسیتی در ماده سفید عمیق با افزایش سن افزایش می‌یابد و این اثر در شرکت‌کنندگانی که فشارخون داشتند برجسته‌تر بوده است. این مشاهدات انسانی همسو با مطالعات حیوانی اخیر است که افزایش پالس در ماده سفید را به پیری و بیماری ریزعروقی مغز مرتبط کرده‌اند.
ناظر اصلی، دَنی وانگ، پالس شریانی را مکانیزمی کلیدی برای جابه‌جایی مایع مغزی-نخاعی (CSF) و حذف ضایعات از بافت مغز توصیف میکند. هم‌نویسنده مقاله، فان‌هوا گو، اضافه میکند که ثبت پالسیتی حجمی در هر دو نوع بافت خاکستری و سفید، پل گمشده‌ای بین تصویربرداری عروق بزرگ و آسیب میکروواسکولار میکروسکوپی است که در دمانس مشاهده می‌شود. این اتصال مفهومی میتواند به روشن شدن چگونگی آغاز تغییرات نوروپاتولوژیک مرتبط با اختلال شناختی کمک کند.
تحلیل دقیق‌تر مناطق نشان‌دهنده افزایش پالسیتی نشان میدهد که توزیع فضایی این تغییرات نامتوازن است: افزایش قابل توجه در مناطق عمقی ماده سفید، به‌ویژه در نواحی با تراکم میکروواسکولار پایین‌تر و در مسیرهای اتصال بین نواحی قشر مغز، دیده شده است. این الگوها می‌توانند توضیح دهند که چرا بعضی نواحی مغز بیشتر در برابر آسیب ناشی از اختلالات ریزعروقی آسیب‌پذیرند.
چرا این مسأله برای پژوهش دمانس مهم است
افزایش پالس شریانی ممکن است بازتابی از کاهش چگالی میکروواسکولار یا شاخهزدگی عروقی با افزایش سن باشد؛ یک تحلیل ساختاری که میتواند باعث شود رگ‌های کوچک توانایی جذب هر موج فشاری را از دست بدهند. اگر رگ‌های باقی‌مانده برای متفرق کردن فشار، حجم پالس را تقویت کنند، این دینامیک تغییر یافته میتواند حرکت CSF را کند کند و پاکسازی ضایعات را مختل سازد؛ مکانیزم‌هایی که در بیماری آلزایمر و سایر اشکال دمانس نقش دارند. کاهش پاکسازی تراکم‌های پروتئینی مثل آمیلوئید-β و تاو به تجمع سمی و در نهایت به اختلالات عصبی منجر می‌شود، و پالسیتی میکروواسکولار میتواند در این زنجیره رویدادها جایگاه مهمی داشته باشد.
تا پیش از این، ارتباط میان پالس عروقی مغزی و افت شناختی عمدتاً از مطالعات حیوانی یا اندازه‌گیری‌های غیرمستقیم انسانی برداشت می‌شد. تصویربرداری MRI غیرتهاجمی جدید یک مسیر مستقیم برای آزمایش این فرضیه فراهم می‌آورد: آیا پالسیتی میکروواسکولار میتواند پیش‌بینی‌کننده افت شناختی آینده باشد یا نشانگر زودهنگامی از بیماری عروق کوچک مغز؟ پاسخ به این سوالات میتواند تعیین‌کننده کاربرد بالینی این تکنیک به‌عنوان ابزار غربالگری، ریسک‌سنجی یا معیار پایان‌نقطه در کارآزمایی‌های درمانی باشد.
چشم‌اندازهای آینده و پتانسیل بالینی
این تکنیک چندین مسیر پژوهشی و بالینی جدید را باز میکند: مطالعات طولی برای پیگیری تغییرات پالسیتی در طول زمان، کارآزمایی‌های بالینی برای بررسی اینکه آیا کاهش عوامل خطر عروقی الگوهای پالس را تغییر میدهد، و یکپارچه‌سازی با نشانگرهای تصویربرداری دیگر مانند PET آمیلوئید یا تصویربرداری انتشار (diffusion MRI) برای ایجاد یک نمای چندمودال از فرایندهای پاتوفیزیولوژیک. با اعتبارسنجی بیشتر، نقشهبرداری پالسیتی حجمی میتواند به ابزاری برای تعیین ریسک زودهنگام، پایش پاسخ درمانی یا بهبود فهم ما از ارتباط سلامت عروقی و نورودژنراسیون تبدیل شود.
کاربردهای بالینی بالقوه شامل شناسایی افرادی است که در مرحله پیش از بالینی دمانس قرار دارند اما فاقد علائم واضح هستند، ارزیابی اثر داروها یا مداخلات سبک‌زندگی بر میکروسیرکولاسیون مغزی، و کمک به طبقه‌بندی زیرگروه‌های بیماری براساس الگوهای عروقی. علاوه بر این، این تکنیک میتواند در مطالعات همبسته با فشارخون، دیابت و سایر بیماری‌های متابولیک برای درک بهتر رابطه میان عوامل سیستمیک و سلامت عروق مغزی به کار رود.
دیدگاه کارشناسان
«این پیشرفت تصویربرداری هیجان‌انگیز است زیرا بالاخره به ما اجازه میدهد تا رقص میکروواسکولار را ببینیم که احتمالاً پایه بسیاری از تغییرات وابسته به پیری در مغز است»، می‌گوید دکتر مایا پاتل، پژوهشگر فرضی در زمینه نوروواسکولاریته. «اگر افزایش پالسیتی پیش از آسیب ساختاری یا افت شناختی رخ دهد، پزشکان می‌توانند زودتر مداخله کنند ـ مثلاً با کنترل فشارخون، تقویت مقاوم‌سازی عروق یا هدف‌گیری مسیرهای پاکسازی CSF.»
مطالعه USC که در مجله Nature Cardiovascular Research منتشر شده، وعده‌های امیدوارکننده‌ای نشان میدهد اما پرسش‌های جدیدی نیز مطرح می‌سازد. چرا پالس‌ها به‌طور ویژه در ماده سفید افزایش می‌یابند؟ عوامل خطر فردی مانند فشارخون، دیابت یا سبک زندگی دقیقاً چگونه با پالسیتی تعامل دارند؟ پاسخ به این پرسش‌ها نیازمند گروه‌های بزرگ‌تر، متنوع‌تر و پیگیری طولانی‌مدت خواهد بود.
از منظر فنی نیز سوالاتی مطرح است: حساسیت مکانی و زمانی روش در برابر نویز حرکتی و تغییرات تنفسی چگونه بهینه می‌شود؟ آیا پارامترهای پالسیتی با معیارهای عروقی شناخته‌شده مانند پیوستگی جریان یا الاستیسیته دیواره رگ همبستگی دارند؟ تیم‌های آینده باید چارچوب‌های استانداردی برای جمع‌آوری، پردازش و گزارش‌دهی این داده‌ها ایجاد کنند تا نتایج بین مراکز قابل مقایسه باشد.
برای اکنون، روش جدید VASO–ASL یک ابزار پژوهشی مهم فراهم می‌آورد: پنجره‌ای مقیاس‌پذیر و غیرتهاجمی به کوچک‌ترین رگ‌های مغز و یک شاخص بالقوه زودهنگام از فرایندهای عروقی که ممکن است به دمانس منجر شوند. ترکیب این داده‌ها با سایر نشانگرهای بیولوژیک و تصویری میتواند به توسعه رویکردهای پیشگیرانه و هدفمند برای محافظت از سلامت شناختی در جمعیت‌های در معرض خطر کمک کند.
منبع: sciencealert
ارسال نظر