Opdagelse af subtile hjerneskader

Forskere har vist, at tre nye billeddannelsesteknikker kan opdage mild hjerneskade, der ikke er synlig ved brug af traditionelle metoder. Resultaterne vil hjælpe videnskabsmænd med bedre at definere den type skade, der kan føre til langvarige hukommelses- og følelsesmæssige problemer, samt hjælpe med at identificere dem, der er mest sårbare over for yderligere traumer.





Skjulte sår: Forskere brugte en version af MRI kendt som magnetisk resonansspektroskopisk billeddannelse til at måle niveauerne af to kemikalier - NAA og cholin - i hjernen hos hjerneskadepatienter og sunde kontroller. På billederne ovenfor, jo rødere farven er, jo højere er forholdet mellem cholin og NAA. Hjerneskadepatienter (nederste tre rækker) har et højere forhold end raske mennesker (øverste række).

Sådanne værktøjer er af stor interesse for militæret, som har brug for måder at skelne traumatisk hjerneskade fra posttraumatisk stresslidelse på. Begge er almindelige hos veteraner, der vender tilbage fra Irak og Afghanistan, og de har lignende symptomer, men de kræver forskellige typer behandling. De nye billeddannelsesmetoder kan også kaste lys over effekten af ​​gentagne milde hjernetraumer, såsom hjernerystelse, som soldater og professionelle atleter er i fare for. Anekdotiske rapporter om eks-fodboldspillere, der udviklede tidlig demens, samt bekymring for tusindvis af militærtropper udsat for gentagne eksplosioner, har gjort de langsigtede konsekvenser af disse typer skader til et vigtigt og kontroversielt spørgsmål.

Lige nu har en fodboldtræner ingen mulighed for at vide, hvem der kan gå tilbage på banen, og hvem der ikke skal, en militærofficer ved ikke, hvem der skal fjernes fra slagmarken, en advokat ved ikke, hvem der har en reel skade og hvem faker, siger David Brody , neurolog og videnskabsmand ved Washington University i St. Louis.



Mild traumatisk hjerneskade er notorisk svær at diagnosticere. Hjernen hos patienter med hjernerystelse ser ofte normale ud på CT-scanninger, den mest almindelige test efter hovedtraume, og kognitive underskud kan være subtile, selv for en neurolog, siger Michael Selzer , en neurovidenskabsmand ved University of Pennsylvania. Heldigvis kommer de fleste mennesker med hjernerystelse sig inden for dage eller uger. Men omkring 10 til 15 procent har vedvarende problemer, herunder hovedpine, kvalme, hukommelsessvigt og følelsesmæssige abnormiteter, der kan blive hængende i måneder eller år.

Forskere antager, at mildt hovedtraume skader hjernens hvide stof - de lange projektioner, kaldet axoner, der sender beskeder mellem neuroner. Hvidt stof er usynligt for CT-scanninger og magnetisk resonansbilleddannelse (MRI). En af de mest lovende teknikker til at opdage subtil hjerneskade, kaldet diffusion tensor imaging (DTI), er en variation af MR, der sporer vandmolekyler i hjernens hvide substans. I forskning, der blev præsenteret i denne uge på Society for Neurosciences-konferencen i Washington, DC, fandt Brody og hans kolleger, at DTI-analyse af hjerneskadepatienter afslørede tegn på hvidstofskader, der ikke er synlige med normal MR. Skaden så ud til at korrelere med kognitive underskud, herunder langsommere reaktionstid.

En anden variation af MR, kendt som magnetisk resonansspektroskopisk billeddannelse (MRSI), kan analysere de spektrale frekvenser af kemikalier i kroppen. Andrew Maudsley og hans kolleger ved University of Miami har brugt nye fremskridt inden for MR-teknologi, herunder magneter med højere effekt, til at udvikle MRSI-metoder, der kan måle koncentrationer af to kemikalier i hjernen: n-acetylaspartat (NAA), en markør for hvidt stof tæthed og cholin, som har været forbundet med skade. Tidligere MRSI-metoder gav kun information om specifikke hjerneregioner, men den nye teknik kan måle kemiske koncentrationer over hele hjernen. Forskerne fandt fald i NAA, muligvis på grund af beskadigede axoner, og stigninger i cholin i en gruppe på 25 patienter med traumatisk hjerneskade. Vi ser udbredte metaboliske forandringer, selv hos dem med de mildeste skader, siger Maudsley, der præsenterede arbejdet på konferencen.



En tredje undersøgelse præsenteret på konferencen viste, at ændringer i slow-wave aktivitet, som tidligere har været forbundet med traumatisk hjerneskade, sandsynligvis er forårsaget af skader på det hvide stof. Mingxiong Huang og hans kolleger brugte magnetoencefalografi (MEG), som måler de magnetiske felter, der produceres af nervecellernes elektriske aktivitet, for at lokalisere kilden til unormal hjerneaktivitet, og de opdagede, at den ofte overlappede med placeringen af ​​skaden, der blev opdaget ved hjælp af DTI.

Selvom forskningen er lovende, vil det sandsynligvis være en udfordring at flytte disse nye teknologier til klinisk brug. Baren for klinisk diagnose af individuelle patienter er anderledes end for måling af en gruppeeffekt, siger David Moore, neurolog ved Walter Reed Army Medical Center. Læger skal være i stand til at opdage hjerneændringer, der er karakteristiske for skader på individuelt niveau.

Både DTI og MRSI kan udføres ved hjælp af de fleste standard MR-maskiner, men de kræver meget mere omfattende dataanalyse end de fleste medicinske billeddannelser, noget som radiologer ikke er vant til at levere. Det er beregningsmæssigt og analytisk intensivt, siger Brody. MEG, som bruges til at lokalisere anfald hos epilepsipatienter, er endnu mere kompliceret, og maskinerne er stadig ret sjældne i kliniske centre.



Derudover er det endnu ikke klart, hvor hurtigt efter skade disse tilgange kan identificere patienter, der sandsynligvis lider af langvarige problemer. Selvom der endnu ikke findes nogen beskyttende behandlinger for hjerneskade, er de under udvikling, og de skal leveres med det samme.

skjule