MRI בשדה אולטרה-גבוה חושף מבנה מפורט של המוח הקטן של המוח

המוח הקטן, אזור קטן במוח הממוקם בחלק האחורי של הראש, אחראי במידה רבה על שליטה מוטורית, כמו גם מעורב בהתנהגות ובקוגניציה. כמו כן, הוא ממלא תפקיד בתהליכי מחלה שונים, כגון טרשת נפוצה (MS), למשל, הגורמת לדמיילינציה נרחבת בקליפת המוח המוחית. אך למרות חשיבותו, מבנה המוח הקטן לא נחקר במלואו עקב הרזולוציה הבלתי מספקת של זרם in vivo טכניקות הדמיה.

המכשול העיקרי הוא שקליפת המוח המכסה את המוח הקטן מורכבת משכבות רקמה מקופלות במיוחד ודורשת הדמיה ברזולוציה גבוהה כדי להמחיש באופן מלא ולחקור את האנטומיה שלה. כעת, חוקרים ב- מרכז שפינוזה להדמיה עצבית בהולנד פיתחו שיטה לצילום שכבות קליפת המוח המוחיות באמצעות סורק MRI רב עוצמה 7 T, המתארת ​​את הטכניקה ב רדיולוגיה.

מחבר ראשון ניקוס פריבולוס ועמיתיו שינו שני רצפי פולסים של MRI שמדמים את פני השטח והשכבות התוך-קורטיקליות, כדי לתרגם את יחס האות לרעש הגבוה של 7 T MRI לרזולוציה מרחבית גבוהה. על ידי פיצוי גם על תנועה, הם יצרו תמונות ברזולוציה של עד 200 מיקרומטר, עם זמן סריקה ישים קלינית של פחות מ-20 דקות.

לצורך המחקר שלהם, החוקרים צילמו משתתפים בריאים בסורק MRI 7.0 T. כדי לצלם את השכבות בתוך קליפת המוח הקטן, הם השתמשו ברצף צילום מהיר בזווית נמוכה (FLASH) במשקל T2* עם שדה ראייה של 210 × 210 × 15 מ"מ (FOV) וגודל ווקסל של 0.19 × 0.19 × 0.5 מ"מ. הם השתמשו בסריקה הזו, המכסה רק חלק מקליפת המוח, כדי לדמיין תשעה נבדקים.

עם גודל ווקסל כה קטן, תנועה לא רצונית יכולה להגביל את הרזולוציה המרחבית האפקטיבית. כדי להילחם בזה, החוקרים שילבו את רצף ה-FLASH עם תמונות שומן של כל הראש, שבהן השתמשו כדי להעריך ולתקן את התנועה. בארבעה משתתפים שעברו סריקות גם עם ובלי שלב זה, תיקון תנועה פרוספקטיבי שיפר את חדות התמונה ושמר תכונות ברזולוציה גבוהה.

סריקת ה-FLASH המתוקנת בתנועה סורקת מבנים בשכבה פנימית וחיצונית בקליפת המוח המומחית עבור כל המשתתפים. החוקרים מציעים כי אלה מייצגים את השכבה הגרגירית העמוקה והעשירה בברזל ואת השכבה המולקולרית השטחית הפחות צפופה מבחינה נוירונלית, המציגות הבדלים ברגישות המגנטית ב-7.0 T. הם מציינים ששכבות המוח הקטן מושפעות באופן דיפרנציאלי במחלות כמו טרשת נפוצה, ובכך היכולת התבוננות בשכבות בודדות יכולה לספק סמני אבחון חשובים.

"בטרשת נפוצה המוח הקטן ממלא תפקיד חשוב", מסביר Priovoulos בהצהרה לעיתונות. "לחולי טרשת נפוצה יש נגעים מוטוריים, מה שאומר שיש להם נזק לתאי העצב המעורבים בתנועה. בהתבסס על ממצאים קודמים, אנו יודעים עבור טרשת נפוצה במיוחד שאנו יכולים להפיק תועלת מהדמיה ברזולוציה גבוהה במוח הקטן."

פתיחת המוח הקטן

החוקרים השתמשו גם ב-7 T MRI כדי להמחיש את המוח הקטן כולו בתשעה משתתפים בריאים. כאן הם השתמשו ברצף שהוכן למגנטיזציה של 2 הד גרדיאנט מהיר (MP2RAGE) עם 210 × 120 × 60 מ"מ FOV וגודל ווקסל של 0.4 מ"מ³. הם השתמשו באותו נווט שומן לתיקון תנועה.

ה-MP2RAGE מתוקן התנועה סורק מאפיינים אנטומיים של המוח הקטן עד לפוליה בודדת - הקפלים הזעירים במשטח הקורטיקלי. הצוות, בראשות ויצקה ואן דר צוואג, שים לב שהקטנת הדגימה של הנתונים כדי להתאים לרכישות ה-MRI העדכניות הנוכחיות הפחיתה את הנראות של תכונות אלו.

הרזולוציה המרחבית הגבוהה של התמונות אפשרה לחוקרים לפרוש באופן חישובי את משטח קליפת המוח הקטן לגיליון רציף. זה איפשר להם לחשב מדדים קליניים כמו שטח הפנים והעובי של קליפת המוח, ולבחון גורמים הקשורים למחלה כמו ערכי T1 הרגישים למיאלין.

שטח הפנים החציוני של קליפת המוח הקטן היה 949 ס"מ² (176%-759% גדול יותר מאשר מבוסס הדמיה קודמת in vivo הערכות) והעובי החציוני של קליפת המוח היה 0.88 מ"מ, בהסכמה עם לשעבר vivo דיווחים ודקים פי ארבעה עד חמישה מאשר מבוססי הדמיה נוכחיים in vivo הערכות.

בעוד שרוב המשתתפים במחקר היו צעירים (גיל חציוני של 36), הצוות כלל שני נבדקים מבוגרים יותר (בני 57 ו-62). תמונות MR של משתתפים אלה הראו דילול קליפת המוח גלוי במוח הקטן בבדיקה ויזואלית ועובי קליפת המוח המוחין נמוך יותר וערכי T1 של החומר האפור מאשר בקבוצה הצעירה.

"זו הפעם הראשונה שבה אנו יכולים לראות את המוח הקטן האנושי ישירות בבני אדם חיים, עם כל כך הרבה פרטים", אומר Priovoulos. "אנחנו יכולים לעשות זאת במיוחד כי יש לנו מגנט בעל שדה גבוה מאוד (שהוא יקר וקשה לבנות אותו) וגם תיקון תנועה, כי אנשים נוטים לזוז במהלך הסריקות."

MRI בשדה אולטרה-גבוה עוקב אחר התקדמות טרשת נפוצה

Priovoulos, Van der Zwaag וסטודנטית לדוקטורט אמה ברואר פועלים כעת כדי להפוך את אות ה-MRI במוח הקטן לאמין יותר. "אורך הגל של אות ה-MRI ב-7 T דומה לגודל הראש האנושי, וזה הופך את האות במוח הקטן לבלתי הומגני", אומר Priovoulos. עולם הפיזיקה. "כדי להתמודד עם זה, אנחנו מנסים לשלב את ההגדרה שלנו עם סלילים מרובים לייצור תדרי רדיו כדי לייעל את יצירת האותות. האתגר הוא לעשות זאת תוך שמירה על אורך הסריקה קצר וההגדרה ניתנת לתרגום למרפאה."

החוקרים כבר מיישמים את גישת ה-7 T MRI לסריקת חולים עם טרשת נפוצה. הם גם רוצים להשתמש בו כדי להבין טוב יותר אטקסיה מוחית, מחלת שליטה בשרירים. לצד, הם משתמשים בהדמיית 7 T פונקציונלית, יחד עם השחזור האנטומי של המוח הקטן, כדי לבחון תגובות תפקודיות של המוח הקטן בפירוט ולחקור את תפקידו של המוח הקטן בבריאות ובמחלות של האדם.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. ידע מוגבר. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/ultrahigh-field-mri-uncovers-detailed-structure-of-the-brains-cerebellum/