Вчені підвищили роздільну здатність МРТ у 64 мільйони разів

Нещодавно вчені підвищили роздільну здатність магнітно-резонансної томографії (МРТ) до 64 мільйонів разів вище, ніж зазвичай. Вони використовували цю техніку, щоб отримати захоплюючі зображення високої чіткості мозку миші, показуючи орган як ніколи раніше.

Хоча закручені, психоделічні зображення є мозком гризуна, дослідницька група вважає, що люди можуть бути наступними, щоб пройти одне з цих нещодавно вдосконалених сканувань мозку. Технологія може допомогти лікарям виявляти зміни в мозку людини, які виникають через нейродегенеративні захворювання, такі як хвороба Альцгеймера, а також зміни, пов’язані зі здоровим старінням.

Сканування миші було опубліковано в рамках нової статті, опублікованої в журналі PNAS.

“Це те, що справді сприяє”, – провідний автор Г. Аллан Джонсон, видатний професор радіології в Університеті Дьюка, йдеться в заяві. «Ми можемо почати дивитися на нейродегенеративні захворювання зовсім по-іншому».

Протягом чотирьох десятиліть Джонсон за допомогою постійної групи студентів і дослідників із Центру мікроскопії in vivo при Університеті Дьюка працював над удосконаленням МРТ, винайденого американським лікарем доктором Реймондом Дамадіаном 50 років тому.

МРТ використовує потужні магніти для створення магнітних полів, які змушують атоми водню в молекулах води в тілі вирівнювати свої «оберти» або спрямовувати в певному напрямку. Потім машина використовує імпульс радіохвиль, щоб «перевернути» оберти атомів. Потім атоми знову вирівнюються, і кожен поворот генерує радіосигнал, який може бути виявлений МРТ-сканером і використаний для створення зображення.

Щоб удосконалити цю технологію, дослідники створили вдосконалену МРТ, оснащену потужним магнітом 9,4 тесла. (Для порівняння, більшість МРТ обладнано магнітом від 1,5 до 3 тесла.) Вони також додали градієнтні котушки, які в 100 разів сильніші за поточні моделі, і саме вони створюють зображення, а також високошвидкісний комп’ютер, який потужністю приблизно 800 ноутбуків, згідно із заявою.

Після сканування мозку миші дослідники надіслали зразки тканини для отримання зображень за допомогою техніки під назвою мікроскопія світлового листа, яка дозволила їм позначити конкретні групи клітин у мозку, які потім були нанесені на оригінальну МРТ. Відповідно до заяви, ці додаткові кроки забезпечили барвисте уявлення про клітини та ланцюги в усьому мозку.

Дослідники зробили один набір МРТ-зображень, які зафіксували, як зв’язок між мозком миші розвивався з віком. Згідно із заявою, друга група зображень продемонструвала яскраво забарвлені зв’язки мозку, які підкреслили погіршення нейронних мереж у моделі хвороби Альцгеймера у гризунів.

Вивчаючи мишачі моделі захворювань людини, таких як хвороба Альцгеймера, дослідники можуть краще зрозуміти, як ці захворювання виникають і прогресують у людей. Техніка також може бути корисною для вивчення того, як мозок змінюється, коли мишей сидять на певних дієтах або їм дають ліки, щоб продовжити їхню тривалість життя, сказав Джонсон у заяві.

«Питання в тому, чи залишається їхній мозок цілим протягом цього тривалого життя?» він сказав. «Тепер у нас є спроможність подивитися на це. І коли ми це робимо, ми можемо перекласти це безпосередньо на стан людини».