Важкі інсульти можуть «омолоджувати» неушкоджені ділянки мозку

У новому дослідженні, вчені з Інституту нейровізуалізації та інформатики імені Марка та Мері Стівенс при Університеті Південної Каліфорнії (USC) виявили, що мозок людей, які після інсульту страждають на тяжкі фізичні порушення, може реорганізовуватися несподіваним чином, демонструючи ознаки «молодшої» структури мозку в неушкоджених ділянках у процесі адаптації до ураження.

Ця міжнародна дослідницька робота є частиною діяльності робочої групи з відновлення після інсульту в рамках проекту «Покращення нейровізуалізаційної генетики за допомогою метааналізу», яка проаналізувала скани мозку понад 500 осіб, що пережили інсульт, у 34 дослідницьких центрах у восьми країнах.

Методи дослідження

Використовуючи моделі глибокого навчання, навчені на десятках тисяч МРТ-сканів, дослідники оцінили «вік мозку» різних ділянок у кожній півкулі, щоб побачити, як ушкодження від інсульту впливає на структуру мозку та його відновлення. Дослідницька група використовувала вдосконалену форму штучного інтелекту, відому як графова конволюційна мережа, щоб передбачити біологічний вік 18 ділянок мозку на основі даних МРТ.

Різниця між передбаченим віком мозку людини та її фактичним хронологічним віком, відома як різниця між віком мозку та передбаченим віком (brain-PAD), слугувала чутливим маркером здоров’я нейронної системи.

Основні результати

«Ми виявили, що більш масштабні інсульти прискорюють старіння в ураженій півкулі, але, парадоксально, роблять протилежну сторону мозку молодшою», — сказав доктор Хосунг Кім, доцент кафедри дослідницької неврології Медичної школи Кека.

«Ця закономірність свідчить про те, що мозок, можливо, реорганізується, по суті омолоджуючи неушкоджені мережі, щоб компенсувати втрачені функції».

Клінічні спостереження

Коли команда пов’язала ці вимірювання з показниками рухової активності, вона виявила вражаючу закономірність: пацієнти, які перенесли інсульт із серйозними порушеннями рухової функції, навіть після понад шести місяців реабілітації, демонстрували молодший, ніж очікувалося, вік мозку в ділянках, протилежних ураженню, особливо в лобово-тім’яній мережі — ключовій системі, що бере участь у плануванні рухів, увазі та координації.

«Ці результати свідчать про те, що коли ураження внаслідок інсульту призводить до більшої втрати рухових функцій, неушкоджені ділянки на протилежному боці мозку можуть адаптуватися, щоб допомогти компенсувати це», — пояснив Кім.

«Ми спостерігали це у фронтопарієтальній мережі, протилежній ураженій ділянці, яка демонструвала більш «молодий» характер і, як відомо, підтримує моторне планування, увагу та координацію. Замість того, щоб вказувати на повне відновлення рухових функцій, ця закономірність може відображати спробу мозку пристосуватися, коли пошкоджена моторна система вже не може функціонувати нормально. Це дає нам новий погляд на нейропластичність, який традиційні методи візуалізації не могли зафіксувати».

Перегляньте записи:

Масштаб дослідження

Дослідження було проведено в рамках проекту — глобального альянсу, який об’єднує дані з понад 50 країн для кращого розуміння роботи мозку при різних захворюваннях. Дослідники узгодили дані МРТ та клінічні показники з десятків когорт, щоб створити найбільший у світі набір даних нейровізуалізації інсульту такого типу.

«Об'єднавши дані сотень людей, які пережили інсульт, з усього світу та застосувавши передові технології штучного інтелекту, ми можемо виявити тонкі закономірності реорганізації мозку, які були б непомітними в менших дослідженнях. Ці висновки щодо регіонально диференційованого старіння мозку при хронічному інсульті можуть зрештою стати основою для персоналізованих стратегій реабілітації», — сказав Артур В. Тога, доктор філософії.

Команда планує розширити свою роботу, включивши до неї лонгітудінальні дослідження, що відстежують пацієнтів від гострої до хронічної стадії відновлення після інсульту.

ДЖЕРЕЛО: Medical Xpress

На платформі Accemedin багато цікавих заходів! Аби не пропустити їх, підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.