Изображения диффузионного тензора тканей мозга при шизофрении

       Существует большое количество доказательств, свидетельствующих о том, что нарушение связи между различными областями мозга, а не аномалии в самих  областях, например, уменьшение их объема , несет ответственность за клинические симптомы и когнитивные нарушения , наблюдаемые при шизофрении. Таким образом, возникает интерес ктрактам волокон белого вещества, поддерживающим анатомические связи между отдаленными, а также проксимальными областями мозга. Этот задача решается  с недавним появлением изображений тензора диффузии (DTI), который  позволяет оценить организацию и согласованность  трактов волокон белого вещества.

        В то время как был достигнут значительный прогресс в определении аномалий серого вещества при шизофрении с использованием магнитно-резонансной томографии (МРТ) , гораздо меньше прогресса было  при оценке аномалий белого вещества или в оценке состояния волокон трактов белого вещества, соединяющих области мозга, особенно тех трактов , которые соединяют лобную и височную доли - трактов, которые долгое время считались аномальными при шизофрении. Особо следует отметить, что в отличие от исследований серого вещества MРТ структурные исследования белого вещества не были столь информативными. Более конкретно, только небольшое количество исследований МРТ оценивали разницу в объеме белого вещества между пациентами с шизофренией и контрольной группой лиц.  Исследователи отметили корреляцию между уменьшением префронтального белого вещества и уменьшением объема комплекса миндалина-гиппокампа, что подчеркивает потенциальную важность фронтально-височных связей  при шизофрении. В двух постмортальных  исследованиях сообщалось о снижении числа и плотности волокон в передней комиссуре и мозолистом теле у женщин, но не у мужчин с шизофренией. Кроме того, некоторые авторы предполагают задержку миелинизации в префронтальной коре у пациентов с шизофренией.

            Важно отметить, что, если  дисфункция нейроглии подтверждена при шизофрении, это само по себе может объяснить аномальную цитоархитектуру нейронов и сетей нейронов , а также функциональные дефициты, включая функциональные фронтально-височные  разъединения, наблюдаемые при шизофрении. В литературе встречаются сообщения о неравномерном распределении интерстициальных нейронов как в префронтальном, так и в височном белом веществе в мозге больных шизофренией. 

            На основе геометрии и степени потери анизотропии могут быть отслежены изменения трактов волокон белого вещества, такие как дислокация, нарушение или дезорганизация.  Размер поперечного сечения этих путей, а также диффузионная анизотропия, измеренная в пучке, дают количественную оценку связности между различными областями мозга.  Фактически, тканевые свойства  волокон белого вещества, в том числе плотность волокон, диаметр волокна, толщина миелиновых оболочек и направленность (или когерентность) волокон в каждом вокселе, влияют на диффузию молекулы воды , тем самым предоставляю полезную информацию об аномалиях  тракта волокон белого вещества.

          В то же время , результаты DTI при шизофрении должны пониматься в контексте используемых параметров сбора, а также в контексте различных методологических стратегий, применяемых различными исследователями.По сравнению с FA карты RA показывают более низкий визуальный контраст между областями белого и серого вещества головного мозга, поскольку RA имеет тенденцию быть менее чувствительными к изменениям анизотропии средних значений, чем более популярный индекс FA. В областях с более высокой диффузионной анизотропией (волокнистые тракты) и более низкой диффузионной анизотропией (серое вещество) оба показателя действуют аналогичным образом.  Следует отметить, что индекс межвоксельной  когерентности для каждого воксела,  учитывает не только диффузионные свойства в конкретном вокселе, но и в соседних вокселях. Этот индекс проявляет тенденцию лучше отражать организацию волокон в очень плотных небольших пучках.  Снижение FA, а также повышенная диффузность в префронтальной и височной долях, а также аномалии внутри пучков волокон, связывающих эти области (включая унциатный  фасцикул, цингулярный и дугообразный фасцикул), являются наиболее частыми положительными результатами исследований шизофрении. Также отметим тот факт, что меры диффузии могут изменяться с возрастом, и будет полезно понимать изменения белого вещества в течение всего периода времени как в нормальном контроле, так и в патологических популяциях, поскольку изменения при старении, которые проявляются в нормальном контроле, могут быть совершенно разными в патологических популяций, таких как больные шизофренией. 

        Некоторые интересные корреляции были обнаружены между индикаторами диффузии  и клиническими и нейропсихологическими данными при шизофрении. В частности, было показано, что анизотропия префронтального белого вещества коррелирует с негативными симптомами, импульсивностью и агрессивностью.  Кроме того, сообщается, что FA для фронтально-височных соединений коррелирует с количеством  ошибок в исполнительных функциях, связанных с мониторингом эффективности деятельности.

         Предварительные результаты DTI, данные других МР-методов, такие как методы переноса намагниченности и измерения релаксации МР (как чувствительные к аномалиям миелина), так и МР-спектроскопия (измерение нейронных маркеров) в сочетании с патоморфологическими данными, свидетельствуют о том, что белое вещество трактов  играют важную роль в нейропатологии шизофрении и, вероятно, связаны с множеством клинических симптомов, наблюдаемых при этом расстройстве.  Можно предположить, что  будущие исследования, в которых используются поля с большими магнитами, а также быстрые методы с низким уровнем искажений, которые создают изображения с высоким разрешением и высоким рассеиванием  SNR, приведут к дальнейшему пониманию особенностей патологии белого вещества при шизофрении.  Другие открытия , которые, вероятно, будут сделаны в течение следующих нескольких лет, - это усовершенствованные методы трассировки волокон, которыебудут  оптимизированы и проверены, а затем дополняться  к данным с высоким разрешением. Такие исследования, скорее всего, выиграют от приобретения смежных изотропных вокселей (до сих пор в большинстве клинических исследований использовались анизотропные воксели с промежутками между срезами, что искажает основную диффузию тензора и влияет на плотность тракта волокон , тем самым искажая их направления  ) и диффузионные изображения, сделанные в разных направлениях.

           В будущих исследованиях DTI также должны быть включены другие методы визуализации, которые выделяют патологии белого вещества, такие как протонная спектроскопия, методы переноса намагниченности и измерения времени релаксации. Более того, такие исследования должны проводиться совместно с функциональными МРТ и ПЭТ-изображениями, чтобы охарактеризовать и более полно понять как функциональные, так и структурные отклонения при шизофрении. Анализ на основе Voxel, вероятно, все еще будет проводиться  в будущих исследованиях, поскольку этот методологический подход остается самым простым способом определения возможных областей патологии, однако ,  он должен сопровождаться анализом ROI.

Категория сообщения в блог: 

Добавить отзыв