211service.com
Upptäck subtila hjärnskador
Forskare har visat att tre nya avbildningstekniker kan upptäcka lindriga hjärnskador som inte är synliga med traditionella metoder. Fynden kommer att hjälpa forskare att bättre definiera vilken typ av skada som kan leda till långvariga minnesproblem och känslomässiga problem, samt hjälpa till att identifiera de som är mest sårbara för ytterligare trauma.
Dolda sår: Forskare använde en version av MRI känd som magnetisk resonansspektroskopisk avbildning för att mäta nivåerna av två kemikalier - NAA och kolin - i hjärnan hos patienter med hjärnskada och friska kontroller. I bilderna ovan, ju rödare färg, desto högre är förhållandet mellan kolin och NAA. Hjärnskadade patienter (nedre tre raderna) har en högre andel än friska personer (översta raden).
Sådana verktyg är av stort intresse för militären, som behöver sätt att skilja traumatisk hjärnskada från posttraumatisk stressyndrom. Båda är vanliga hos veteraner som återvänder från Irak och Afghanistan, och de har liknande symtom, men de kräver olika typer av behandling. De nya avbildningsmetoderna kan också belysa effekten av upprepade lindriga hjärntrauma, som hjärnskakning, för vilka soldater och professionella idrottare är i riskzonen. Anekdotiska rapporter om ex-fotbollsspelare som utvecklade tidig demens, samt oro för tusentals militära trupper som utsatts för upprepade explosioner, har gjort de långsiktiga konsekvenserna av dessa typer av skador till en viktig och kontroversiell fråga.
Just nu har en fotbollstränare ingen möjlighet att veta vem som kan gå tillbaka på planen och vem som inte borde, en militärofficer vet inte vem som ska avlägsnas från slagfältet, en advokat vet inte vem som har en riktig skada och vem fejkar, säger David Brody , en neurolog och forskare vid Washington University, i St. Louis.
Mild traumatisk hjärnskada är notoriskt svår att diagnostisera. Hjärnan hos hjärnskakningspatienter ser ofta normala ut på datortomografi, det vanligaste testet efter huvudtrauma, och kognitiva brister kan vara subtila, även för en neurolog, säger Michael Selzer , en neuroforskare vid University of Pennsylvania. Lyckligtvis återhämtar sig de flesta med hjärnskakning inom dagar eller veckor. Men cirka 10 till 15 procent har ihållande problem, inklusive huvudvärk, illamående, minnesbrist och känslomässiga avvikelser som kan dröja i månader eller år.
Forskare antar att lindrigt huvudtrauma skadar hjärnans vita substans - de långa projektionerna, kallade axoner, som skickar meddelanden mellan neuroner. Vit substans är osynlig för datortomografi och magnetisk resonanstomografi (MRT). En av de mest lovande teknikerna för att upptäcka subtil hjärnskada, kallad diffusionstensoravbildning (DTI), är en variant av MRI som spårar vattenmolekyler i hjärnans vita substans. I forskning som presenterades denna vecka på Society for Neurosciences-konferensen i Washington, DC, fann Brody och hans kollegor att DTI-analys av hjärnskadapatienter visade tecken på skador på vita substanser som inte var synliga med normal MRT. Skadan verkade korrelera med kognitiva brister, inklusive långsammare reaktionstid.
En andra variant av MRI, känd som magnetisk resonansspektroskopisk avbildning (MRSI), kan analysera spektrala frekvenser av kemikalier i kroppen. Andrew Maudsley och hans kollegor vid University of Miami har använt nya framsteg inom MRI-teknik, inklusive magneter med högre effekt, för att utveckla MRSI-metoder som kan mäta koncentrationer av två kemikalier i hjärnan: n-acetylaspartat (NAA), en markör för vit substans densitet och kolin, som har kopplats till skada. Tidigare MRSI-metoder gav endast information om specifika hjärnregioner, men den nya tekniken kan mäta kemiska koncentrationer över hela hjärnan. Forskarna fann minskningar av NAA, möjligen på grund av skadade axoner, och ökningar av kolin i en grupp på 25 patienter med traumatisk hjärnskada. Vi ser utbredda metabola förändringar, även hos de med de lindrigaste skadorna, säger Maudsley som presenterade arbetet på konferensen.
En tredje studie som presenterades vid konferensen fann att förändringar i långsamma vågor, som tidigare har kopplats till traumatisk hjärnskada, sannolikt orsakas av skador på den vita substansen. Mingxiong Huang och hans kollegor använde magnetoencefalografi (MEG), som mäter de magnetiska fält som produceras av nervcellers elektriska aktivitet, för att lokalisera källan till onormal hjärnaktivitet, och de upptäckte att den ofta överlappade platsen för skadan som upptäckts med hjälp av DTI.
Även om forskningen är lovande, kommer det sannolikt att bli en utmaning att flytta dessa nya teknologier till klinisk användning. Baren för klinisk diagnos av enskilda patienter är annorlunda än för att mäta en gruppeffekt, säger David Moore, neurolog vid Walter Reed Army Medical Center. Läkare skulle behöva kunna upptäcka förändringar i hjärnan som är karakteristiska för skador på individuell nivå.
Både DTI och MRSI kan utföras med de flesta vanliga MRI-maskiner, men de kräver mycket mer omfattande dataanalys än de flesta medicinska avbildningar, något som radiologer inte är vana vid att tillhandahålla. Det är beräkningsmässigt och analytiskt intensivt, säger Brody. MEG, som används för att lokalisera anfall hos epilepsipatienter, är ännu mer komplicerat, och maskinerna är fortfarande ganska sällsynta på kliniska centra.
Dessutom är det ännu inte klart hur snart efter skada dessa tillvägagångssätt kan identifiera patienter som sannolikt kommer att drabbas av långvariga problem. Även om det ännu inte finns några skyddande behandlingar för hjärnskador, är de under utveckling och de skulle behöva levereras omedelbart.