Smadzeņu skenēšana var izsekot bērnības psiholoģiskiem traucējumiem
Ārsti tiek aicināti uz smadzeņu skenēšanas datiem skatīties jaunā veidā. Saskaņā ar pētījumu Vašingtonas Universitātes Medicīnas skolā Sentluisā, ārstiem vajadzētu būt iespējai analizēt bērna smadzeņu attīstību un arī pēc tipiskas piecu minūšu skenēšanas sekot līdzi iespējamiem psiholoģiskiem vai attīstības traucējumiem.
"Pediatri regulāri plāno noteikt, kur viņu pacienti ir auguma, svara un citu rādītāju ziņā, un pēc tam tos saskaņo ar standartizētām līknēm, kas izseko tipiskos attīstības ceļus," saka vecākais autors Bradley Schlaggar, MD, PhD, Vašingtonas universitātes bērnu neirologs un A. Ernests un Džeina G. Šteina, neiroloģijas asociētā profesore.
"Kad pacients pārāk stipri atkāpjas no standartizētajiem diapazoniem vai pēkšņi novirzās no viena attīstības ceļa uz otru, ārsts zina, ka jāsāk jautāt, kāpēc."
Šlaggars un viņa kolēģi piedāvā jaunu veidu, kā aplūkot smadzeņu skenēšanas datus, kas pārsniedz smadzeņu novērošanu tikai no strukturālā viedokļa. Tas būtu īpaši noderīgi, novērojot un ārstējot pacientus ar psihiskiem un attīstības traucējumiem.
Pēc Šlaggara teiktā, viņš ir nosūtījis bērnus ar acīmredzamiem, dziļiem psihiskiem apstākļiem MRI skenēšanai un saņēmis rezultātus ar atzīmi “nav novērotas novirzes”.
"Tas parasti skatās uz datiem no strukturālā viedokļa - kas atšķiras dažādu smadzeņu reģionu formās," viņš piebilst. "Bet MRI piedāvā arī veidus, kā analizēt, kā dažādas smadzeņu daļas funkcionāli darbojas kopā."
Salīdzinot funkcionālos datus ar standartizētiem modeļiem par to, kā smadzeņu funkcija vai slimība parasti attīstās, Schlaggar saka, kļūst pieejamas dažādas jaunas klīniskās atziņas.
Šlaggars un viņa kolēģi izmanto pieeju smadzeņu skenēšanai, ko sauc par “miera stāvokļa funkcionālo savienojamību”. Kad pacients atpūšas skenerī, zinātnieki analizē asins plūsmas palielināšanos un samazināšanos dažādos smadzeņu reģionos un pēc tam nosaka, vai un kā šie reģioni darbojas kopā smadzeņu tīkli.
Pagājušajā gadā publicētajā pētījumā Vašingtonas universitātes zinātnieki parādīja, kā šie smadzeņu tīkli mainās, smadzenēm nobriestot. Kopumā viņi atklāja, ka kopējā smadzeņu sistēma no cieši saistītiem tīkliem bērna smadzenēs pārveidojas par tīkliem, kas spēj savienot attālus reģionus - tipisku organizāciju pieaugušo smadzenēs.
Jaunajam pētījumam vadošais autors Nico Dosenbahs, medicīnas doktors, bērnu neiroloģijas rezidents Sentluisas bērnu slimnīcā, pieņēma šo un citas atšķirības, kas iezīmē pāreju no bērna uz pieaugušo smadzenēm, un pielāgoja tās lietošanai matemātiskās analīzes tehnikā sauc par atbalsta vektora mašīnu.
"Tas ir veids, ko matemātiķi ir izstrādājuši, lai prognozētu kaut ko ļoti specifisku un jutīgu, ja jums ir milzīgs datu daudzums, nevis viens patiešām labs mērījums," skaidro Dosenbahs.
"Neviens no šiem mērījumiem jums neko daudz nesaka, bet, ja tos saliekat kopā un izmantojat pareizo matemātiku, lai tos izsijātu un pārstrukturētu, jūs varat iegūt labus paredzamos rezultātus."
Dosenbahs izmantoja datus no piecu minūšu MRI skenēšanas ar 238 normāliem subjektiem vecumā no 7 līdz 30 gadiem.Atbalsta vektora mašīna analizēja aptuveni 13 000 funkcionālu smadzeņu savienojumu un izvēlējās labākos 200, lai izveidotu vienu katra priekšmeta brieduma indeksu. Šī informācija ļāva pētniekiem prognozēt, vai subjekti bija bērni vai pieaugušie, un pēc tam izveidoja izliekuma līniju, kas izseko smadzeņu normālas funkcionālas attīstības ceļu.
Plāns ir tāds, ka pacienti ar smadzeņu patoloģijām parādīsies ārpus sinhronizācijas ar šo normālo attīstības līkni.
"Šīs pieejas skaistums ir tas, ka tā ļauj jums jautāt, kas atšķiras tādā veidā, kā, piemēram, bērniem ar autismu ir normāla attīstības līkne, salīdzinot ar to, kā bērni ar uzmanības deficīta traucējumiem ir ārpus šīs līknes," sacīja Šlaggars.
Viņš ierosina veikt funkcionālu smadzeņu skenēšanu bērniem, kuri ir pakļauti riskam, bet kuriem vēl nav attīstības traucējumu.
"Kad vēlāk daļai no viņiem rodas šis traucējums, varat atgriezties un izveidot tādu analīzi kā šī, kas palīdzēs prognozēt nākamā bērna īpašības, kuram ir vislielākais traucējumu attīstības risks," viņš saka.
"Tas ir ļoti spēcīgi gan klīniski, gan no šo traucējumu cēloņu izpratnes viedokļa."
Šī pieeja varētu ļaut ārstēties pirms jebkādu simptomu parādīšanās, saka Šlaggars, un tai vajadzētu palīdzēt ārstiem ātrāk un cieši izsekot jaunu terapiju klīnisko pētījumu rezultātus.
"MRI skenēšana ir dārga, tāpēc, iespējams, tas nav tas, ko mēs šobrīd izmantojam visiem," saka Dosenbahs. "Bet daudzi bērni ar šāda veida traucējumiem jau saņem regulāras strukturālas MRI skenēšanas, un vēl piecas minūtes skenerī nepievienos tik lielas izmaksas."
Pētījums tiek parādīts šonedēļ Zinātne.
Vašingtonas universitāte Sentluisā
