В ТГУ смогли «вживую» увидеть, как организм лечит мозг после инсульта

Нейробиологи ТГУ с помощью нового неинвазивного метода смогли впервые в мире проследить процессы гибели и восстановления нервных клеток и аксонов после инсульта головного мозга. Данные получены на модели ишемического инсульта у крыс. С помощью нового подхода к МРТ исследователи в течение трех месяцев отслеживали изменения, которые происходили в головном мозге животных, переживших сосудистую катастрофу. Они выяснили, что новые аксоны пытаются восстановить утраченную связь между нервными клетками.

Инструментом для проведения исследований стала диагностическая технология, созданная в лаборатории нейробиологии ТГУ под началом ее научного руководителя, профессора ТГУ и Университета Вашингтона Василия Ярных. С помощью специальных процедур математической обработки данных МРТ ученые получают карты миелина – изображения мозга, отражающие количество оболочек нервных волокон аналогично тому, как рельеф местности изображен на географических картах. Карты миелина выявляют микроскопические изменения вещества мозга, которые нельзя обнаружить с помощью традиционной МРТ.

«Было проведено два эксперимента: в ходе первого состояние животных отслеживалось на протяжении десяти дней после инсульта, – рассказывает заведующая лабораторией нейробиологии ТГУ Марина Ходанович. – В ходе второго многократное сканирование головного мозга грызунов проводилось в течение трех месяцев. В обоих случаях мы смотрели, что происходит с нейронами и аксонами (отростками нервных клеток), по которым идут импульсы от одной нервной клетки к другой».

При этом проводилась количественная оценка миелина – главного вещества в составе оболочек нервов. Именно от его состояния зависит правильная передача информации между клетками нервной системы.  Исследования нейробиологов показали, что после инсульта в области мозга, где произошло нарушение кровоснабжения, гибнут нейроны и аксоны, однако часть аксонов остаются живыми, хотя и демиелинизированными. Также выяснилось, что данный процесс не является необратимым – со временем происходит восстановление миелина в оболочках нервов.

Наблюдается и другой феномен: от здоровых нейронов из неповрежденных областей, у которых погибли аксоны и поэтому нарушены связи с другими нервными клетками, прорастают новые аксоны. Они могут проходить через ишемическую область, дотягиваясь до здоровых нейронов и формируя новые нервные сети. Если новая связь образована, а по аксону начинают проходить нервные импульсы – это сигнал для образования новой миелиновой оболочки. Прорастание новых нервных окончаний у крыс происходит достаточно быстро, через два-три месяца.

«Судя по всему, новая проводящая сеть не полностью воспроизводит ту, которая была до повреждения, но, тем не менее, аксоны пытаются наладить утраченную связь между клетками, – говорит Марина Ходанович. – Наша дальнейшая задача – выяснить, как восстановление сети влияет на возобновление различных функций: восприятия, памяти, мелкой моторики и других. Для этого необходимо понять, как изменилась структура нервной сети, и сопоставить это с восстановлением функций. На это будут направлены наши дальнейшие исследования».

Для их выполнения ученые намерены использовать комбинацию двух методов магнитно-резонансной томографии: MPF-картирования и трактографии, которая позволяет оценивать проводящие пути нервной системы. Это поможет изнутри увидеть процессы восстановления головного мозга после инсульта и сопоставить их с динамикой реабилитации сенсорных, двигательных, когнитивных способностей. Новый подход перспективен как для мониторинга состояния, так и для прогноза динамики и объема восстановления утраченных функций.

Наряду с этим нейробиологи планируют получить новые фундаментальные данные, изучая молекулярные механизмы восстановления нейронов и аксонов. На многие вопросы ученые попытаются ответить впервые, в частности, определить, как здоровый аксон находит путь к той клетке, с которой ему необходимо наладить связь, всегда ли ему удается это сделать. Исследователи рассчитывают найти «мишени», воздействие на которые будет стимулировать процессы восстановления и ускорит возвращение больных к нормальному качеству жизни. Исследования выполнены при поддержке РНФ.