Известно, что нестабильность осцилляций цереброспинальной жидкости — явление, характерное для множества заболеваний, в том числе для рассеянного склероза и артериальной гипертензии. В свою очередь, феномен пульсативности ликвора опосредует расширение морфологических характеристик субарахноидального пространства. До настоящего времени для измерения указанных параметров применяли зондирующие методы обратного рассеяния ближнего инфракрасного излучения.
В новом исследовании, проведенном учеными Ланкастерского университета (Lancaster University), Великобритания, и Технического университета в Гданьске (Technical University of Gdansk), Польша, представлены результаты разработки нового метода исследования функций мозга, потенциально позволяющего расширить границы диагностики нейродегенеративных заболеваний, а также патологий, сопутствующих биологическому старению организма.
По словам авторов работы, данный метод потенциально может быть применен в диагностике широкого спектра состояний, в основе которых лежат васкулярные и метаболические нарушения в структурах центральной нервной системы.
На первичном этапе работы научными сотрудниками Ланкастерского университета и Медицинского университета в Гданьске (Medical University of Gdansk), Польша, проведена расшифровка колебаний ликвора субарахноидального пространства. Далее сотрудниками Технического университета Гданьска было разработано и протестировано устройство, позволяющее проводить неинвазивную регистрацию характеристик полупрозрачных жидкостей. Оценка параметров цереброспинальной жидкости здоровых участников контрольной группы была выполнена в Медицинском университете Гданьска, а также Реджайнском университете (University of Regina), Канада. В ходе дальнейшего исследования, применяя методы, разработанные физиками в Ланкастере, было установлено, что медленные изменения в характере циркуляции ликвора взаимосвязаны ритмами дыхания и частотой сердечных сокращений.
Авторы научного проекта выявили, что отдельные колебания взаимосвязаны с изменениями показателей артериального давления, однако, как правило, более медленными и регистрируемыми на более низких частотах, которые, как показано в предыдущих работах, прямо связаны с васкулярными флюктуациями и уровнем оксигенации крови. По итогам проведенных наблюдений предварительные результаты свидетельствовали о снижении степени когерентности между указанными колебаниями у участников исследования, возраст которых превышал 25 лет. Учитывая это, авторы пришли к заключению о том, что старение головного мозга может начинаться раньше прогнозируемых биологических сроков.
Подводя итоги и комментируя общую направленность исследования, Анета Стефановска (Aneta Stefanovska), профессор биофизики Ланкастерского университета, отметила, что объединение технологий неинвазивной регистрации флюктуаций ликвора, а также сложных методов анализа колебательных систем, не являющихся периодическими, однако изменяющимися во времени в соответствии с влиянием контролирующих стимулов, позволило разработать новый перспективный неинвазивный метод, который можно применять для изучения механизмов старения и изменений, вызванных различными нейродегенеративными процессами головного мозга на ранних этапах изменений.
- Gruszecki M., Lancaster G., Stefanovska A. et al. (2018) Human subarachnoid space width oscillations in the resting state. Sci. Rep., Feb. 15 [Epub. ahead of print].
- Lancaster University (2018) Brain aging may begin earlier than expected. ScienceDaily, Feb. 20 (https://www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180220124548.htm).
Наталья Савельева-Кулик
