Сегодня - 15.12.2018

Создан метод, позволяющий отслеживать развитие мозга плода в утробе матери

13 июня 2018

Ученые из Международного томографического центра СО РАН, Томского государственного университета и Университета Вашингтона (США) разработали способ, позволяющий внутриутробно определять степень миелинизации головного мозга плода на самых начальных этапах. Он позволяет своевременно выявить отклонения или задержки созревания, которые лежат в основе различных врожденных заболеваний и нейрофизиологических отклонений. Результаты исследования опубликованы в American Journal of Neuroradiology.

Миелин — это многослойные клеточные мебраны, окружающие нервные отростки (аксоны). Миелин обеспечивает проводимость нервных импульсов, защищает нервные волокна от всевозможных повреждений и является одной из основных составляющих вещества мозга. Процесс формирования миелина для некоторых его зон начинается примерно с 18—20 недели развития плода и продолжается приблизительно до 10 лет.
 
Любые внешние или внутренние факторы, которые воздействуют на головной мозг, могут разрушать миелиновую оболочку или тормозить ее развитие. Существует группа демиелинизирующих заболеваний, которые обычно поражают людей молодого возраста, быстро вызывают инвалидность и плохо поддаются лечению. 
 
Неправильное формирование миелина может вызывать различные функциональные отклонения, в то время как на МРТ или нейросонографии никаких структурных изменений развития не прослеживается. «Есть гипотезы, что аномалии миелинизации во внутриутробном периоде лежат в основе формирования некоторых психических заболеваний, например аутизма и шизофрении», — говорит руководитель исследования, профессор Университета Вашингтона и ТГУ Василий Леонидович Ярных.
 
Задержки развития головного мозга плода бывают и при многоплодной беременности, случаи которой участились с развитием экстракорпорального оплодотворения. Плоды в утробе часто развиваются десинхронно: один — соответственно сроку, а второму не хватает кровотока, возникает «синдром обкрадывания», особенно опасный для нормального развития. Внешне это отставание оценить довольно сложно, необходимы количественные критерии, отличающие варианты нормы от патологии. Пока акушеры-гинекологи пользуются только биометрическими показателями (например, оценивают размер мозга), однако они вариабельны и не дают полной картины.
 
Карты макромолекулярной протонной фракции (МПФ) головного мозга плода в разные сроки внутриутробного развития«Любая патология головного мозга плода, которую подозревают врачи во время ультразвукового обследования беременной, является показанием к проведению МРТ — обследование может подтвердить, опровергнуть, уточнить либо вообще изменить диагноз и, соответственно, тактику ведения беременности. Перинатальная комиссия постоянно направляет к нам женщин, у которых решается вопрос тактики ведения беременности и родов, раннего постнатального периода. Мы проводим такие исследования уже более десяти лет, — рассказывает заведующая отделением медицинской диагностики МТЦ СО РАН, старший научный сотрудник доктор медицинских наук Александра Михайловна Коростышевская. — Наш интерес к количественной оценке внутриутробного развития головного мозга нашел продолжение в применении нового метода макромолекулярной протонной фракции (МПФ) профессора Ярных. С адаптации этого метода для обследования плода в «МРТ Технологии» и началось наше научное сотрудничество». 
 
Картирование макромолекулярной протонной фракции, разработанное профессором Ярных, как выяснилось, коррелирует с содержанием миелина в нервной ткани. Апробация этого метода МРТ проходила несколько лет назад в Томском государственном университете. Ученые вводили мышам раствор, вызывающий разрушение миелина, и результаты томографии сравнили с данными, полученными с помощью гистологических исследований, — они совпали. 
 
Поскольку в МТЦ СО РАН регулярно проводится МРТ плода, у исследователей уже были данные о возможностях количественной оценки внутриутробного развития мозга. Им стало интересно применить новый метод — чтобы изучить, как изменяется структура мозга в процессе его формирования, начиная от второго триместра до рождения ребенка. 
 
Дело в том, что количество миелина у плода настолько минимально, а размеры отдельных структур головного мозга настолько малы, что любые количественные измерения очень сложны и трудоемки. К тому же ребенок в утробе постоянно шевелится, что сильно затрудняет получение качественных изображений. Нужен был способ, позволяющий делать снимки как можно быстрее и извлекать из них максимум информации. Именно таким оказался метод профессора Ярных, основанный на анализе содержания макромолекулярных протонов с помощью комбинации различных импульсных последовательностей и последующей математической реконструкцией количественных изображений. 
 
«Основная идея нашего метода — специальная математическая обработка изображений. Алгоритм позволяет видеть сигналы, которые происходят от клеточных мембран, — рассказывает Василий Леонидович Ярных. — Технологический прорыв заключается в том, что мы научились реконструировать карты МПФ с использованием исходных данных, которые могут быть получены практически на любом клиническом томографе». 
 
Таким образом, с использованием 1,5Т томографа Philips на базе МТЦ СО РАН проведено уникальное исследование, показывающее, в каких структурах мозга и в какие периоды его развития начинает формироваться миелин. 
 
«У нас появился новый инструмент, который может давать информацию о том, насколько своевременно идет созревание мозга. Пока мы работаем с плодами, потому что у нас есть уникальная в России возможность собирать подобную информацию. В будущем мы планируем подключить еще исследование развития мозга в детском возрасте, чтобы получить полую картину пре- и постнатального процесса миелинизации», — говорит Александра Коростышевская. 
 
Параллельно ведутся исследования возможностей метода в диагностике злокачественных опухолей мозга у детей и плодов: первые результаты недавно приняты в печать в журнал Clinicаl Imaging.
 
Совместные исследования ученых МТЦ СО РАН, ТГУ и Университета Вашингтона выполняются при поддержке Федерального агентства научных организаций РФ (проект № 0333–2017-0003), Российского научного фонда (проект № 14–45-00040), госзадания Министерства образования и науки РФ (проект № 18.2583.2017/4.6).
 
Диана Хомякова
 
Фото предоставлено исследователями 
 
Ваша оценка: Нет Средняя: 5 (2 votes)
Поделись с друзьями: 
 

comments powered by HyperComments

Система Orphus