В исследовании, опубликованном на обложке текущего выпуска журнала Science Translational Medicine, команда обнаружила, что восстановление зрения у пациентов с опухолями гипофиза зависит от целостности миелина – изоляции, которая обволакивает связи между нейронами. зрительные нервы.
«До исследования мы не могли сказать пациентам, насколько, если они вообще восстановятся, зрение у них восстановится после операции», – объяснил Дэвид Пол, специалист в области медицины.D. кандидат кафедры нейробиологии и анатомии, первый автор исследования.
Когда опухоли гипофиза становятся большими, они могут сдавливать перекрест зрительных нервов, пересечение нервов, соединяющих зрительный сигнал от глаз с мозгом. Сдавление нерва может привести к потере зрения, которое обычно улучшается после хирургического удаления опухоли через нос.
Пол и его коллеги использовали метод, называемый диффузионно-тензорной визуализацией (DTI), чтобы показать, как изменения в определенном пучке нервных волокон связаны с изменениями зрения у этих пациентов.
«DTI измеряет, как вода распространяется в тканях», – пояснил Брэдфорд Махон, доцент кафедры мозговых и когнитивных наук и кафедры нейрохирургии и старший автор исследования. "Миелиновая изоляция обычно предотвращает распространение воды по нервам, что может привести к их нарушению."
Пол описывает повреждение миелина по аналогии с изолированным медным кабелем. В человеческом мозгу DTI может измерять «неплотность изоляции» или то, насколько хорошо миелин ограничивает поток воды в ткани мозга.
Одно измерение на основе DTI, называемое радиальной диффузией, может использоваться в качестве индикатора миелиновой изоляции; Увеличение этой меры означает, что меньше изоляции, чтобы ограничить движение воды в нерве.
В своем исследовании исследователи обнаружили, что недостаточная изоляция приводит к ухудшению зрения у пациентов.
Пол сказал, что эта конкретная группа пациентов уникальна, потому что в отличие от других заболеваний, таких как инсульт, травма или рассеянный склероз, у этих пациентов есть проблема, которую можно лечить хирургическим путем, и влияние опухоли на мозг всегда одинаково. Каждая опухоль гипофиза, которая становится достаточно большой, сжимает перекрест зрительных нервов более или менее в одном и том же месте, и удаление опухоли часто сопровождается восстановлением зрительных способностей.
«Эти пациенты предоставляют нам уникальную возможность понять процесс восстановления человеческого мозга, потому что операция является минимально инвазивной, и пациенты очень быстро восстанавливаются после операции», – сказал Эдвард Вейтс, директор программы по гипофизу в отделении нейрохирургии Медицинского центра Университета Рочестера. и соавтор исследования.
Измерения, установленные в исследовании, обеспечивают новый способ измерения структурной целостности нервных волокон и, в конечном итоге, могут быть применимы ко всему спектру заболеваний и травм головного мозга.
«Существует много различий в том, как люди восстанавливаются после черепно-мозговых травм», – сказал Махон. "Все, что мы можем узнать о пациентах, которые постепенно выздоравливают, может помочь нам выздороветь после черепно-мозговой травмы по любой причине."он добавляет, что зрительная система является наиболее понятной схемой человеческого мозга, и его лаборатория разработала очень точные способы изучения зрения до и после операции.
«Если мы сможем разработать наши прогностические методы в контексте раннего зрительного пути, то мы сможем применить те же типы моделей к более сложным системам мозга, например, к восстановлению речи после инсульта», – сказал Махон.
«Подобные исследования позволят разработать новые методы лечения сломанной нервной системы», – сказал Брэдфорд Берк, директор нового Рочестерского нейрореабилитационного института. «Использование новых технологий, которые помогут нам понять, как мозг самовосстанавливается и восстанавливает функции, и как мы можем ускорить этот процесс, будет одним из ключей к восстановлению неврологической функции в широком диапазоне состояний, таких как рассеянный склероз, инсульт и травматические заболевания. Травма головного мозга."