شاهد كيف يتذبذب الدماغ مع كل نبضة قلب

بالعربي/ كيف يهتز الدماغ داخل الجمجمة بينما يتدفق الدم والسوائل الأخرى عبر عضو الحبار.

في دراستين جديدتين تم نشرهما في 5 مايو في مجلتي Brain Multiphysics والرنين المغناطيسي في الطب ، استخدم العلماء تقنية مسح الدماغ التي تستخدم غالبًا لالتقاط صور ثابتة ثنائية الأبعاد للأعضاء لإنشاء مقاطع فيديو ثلاثية الأبعاد للدماغ يتحرك في الوقت الفعلي. يمكن رؤية أنسجة المخ تنبض كرد فعل على اندفاع الدم عبر الأوعية الدموية والسائل الدماغي النخاعي (CSF) ، وهو سائل صافٍ يحمل المغذيات ويسند الدماغ ، ويتدفق داخل وحول المساحات المجوفة في العضو.

تعمل مقاطع الفيديو الجديدة على “تضخيم” هذه الحركة في الدماغ ، مما يؤدي إلى تضخيم الحركة بحيث يمكن تحليلها بسهولة. لهذا السبب ، يُطلق على التقنية الجديدة اسم ” التصوير بالرنين المغناطيسي ثلاثي الأبعاد” أو 3D aMRI.  

قال محمد كورت ، الأستاذ المساعد في قسم الهندسة الميكانيكية في معهد ستيفنز للتكنولوجيا في نيوجيرسي ، أستاذ مساعد في كلية الطب إيكان في ماونت سيناي في نيويورك ومؤلف مشارك في كلتا الدراستين. 

سمح جعل الحركات تظهر أكبر بنحو 25 مرة للباحثين من تقييم تلك الحركة بمزيد من التفصيل ، وتتبع اتجاهها وسعتها بدقة.

يمكن أن تثبت تقنية المسح الجديدة يومًا ما أنها مفيدة في تشخيص وعلاج الحالات الطبية التي يتم فيها منع السوائل من التدفق عبر الدماغ. أحد هذه الحالات هو استسقاء الرأس ، حيث تتراكم السوائل الزائدة في تجاويف الدماغ ، كما تقول سامانثا هولدسورث ، محاضرة كبيرة في جامعة أوكلاند في نيوزيلندا ، ومديرة الأبحاث في ماتاي ، وهو مركز أبحاث نيوزيلندي يركز على الطب. التصوير ، ومؤلف مشارك في كلتا الدراستين.

وقالت: “لدينا الكثير من العمل لنثبت حقًا تطبيقه السريري … لكن هذه هي طبيعة كل التقنيات الجديدة”. “نحن نوعا ما في بدايات ما يمكن تحقيقه.” 

التقاط حركة الدماغ 

لإنشاء تقنية المسح الجديدة ، بدأ الفريق باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الأساسي ، والذي يستخدم مغناطيسًا قويًا لتطبيق مجال مغناطيسي على الجسم. استجابةً لذلك ، فإن نوى الهيدروجين الموجودة داخل جزيئات الماء في الجسم تصطف جميعها مع هذا المجال المغناطيسي.

يقوم الماسح الضوئي بعد ذلك بإطلاق تيار تردد لاسلكي يحفز نوى الهيدروجين ، مما يتسبب في انسحابها من المحاذاة. عندما ينطفئ تيار التردد اللاسلكي ، تعود جميع النوى إلى موضعها ، لكنها تفعل ذلك بمعدلات مختلفة اعتمادًا على نوع النسيج المحيط بها. تصدر كل نواة إشارة راديو عندما تعود إلى المحاذاة ، ويلتقط الجهاز هذه الإشارة ويستخدمها لإنشاء صورة. 

من خلال تطبيق مجالات مغناطيسية متعددة على الجسم ، يمكن أيضًا استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي لإنشاء صور ثلاثية الأبعاد ، والتي يمكن عرضها من زوايا متعددة ، حسبما ذكرت Live Science سابقًا .

في عام 2016 ، اعتمدت هولدزورث وزملاؤها على تقنية التصوير بالرنين المغناطيسي الأساسية لإنشاء التصوير بالرنين المغناطيسي. في جوهرها ، تتضمن الطريقة تجميع سلسلة من صور التصوير بالرنين المغناطيسي التي تم التقاطها في نقاط متتالية في الوقت المناسب لإنشاء فيلم قصير ، مع تضخيم الحركات الدقيقة التي تم التقاطها في كل إطار ، كما كتب الفريق في تقرير عام 2016 في الرنين المغناطيسي في الطب .

ومع ذلك ، في البداية ، لا يمكن استخدام الرنين المغناطيسي الوظيفي إلا لتتبع الحركة داخل مستوى واحد – على سبيل المثال ، كما يُنظر إليه من جانب أو أعلى الدماغ ، ولكن ليس من عدة زوايا في وقت واحد ، كما قال هولدسورث. الآن ، قاموا بتوسيع التقنية لالتقاط ثلاثة أبعاد في وقت واحد.

قال كورت: “النسخة ثنائية الأبعاد من هذا كانت غير مكتملة ، من منظور ميكانيكي حيوي ؛ كانت تعبيرًا غير مكتمل عما كان يحدث”. وقال “قد يكون من الأهمية بمكان من منظور التشخيص” أن تكون قادرًا على تقييم الحركة من جميع الزوايا.

يمكن أيضًا استخدام العديد من تقنيات التصوير بالرنين المغناطيسي الأخرى لتتبع الحركة في الدماغ – وهي ترميز الإزاحة باستخدام الأصداء المحفزة (DENSE) والتصوير بالرنين المغناطيسي على النقيض من الطور. ومع ذلك ، “ميزة التصوير بالرنين المغناطيسي هي أنه يمكنك رؤية الحركة فيما يتعلق بالتشريح الأساسي ، وهو تشريح رائع حقًا ،” كما قالت. بينما تلتقط الطرق الأخرى صورة ضبابية إلى حد ما للدماغ مع دقة زمنية أضعف ، يمكن للرنين المغناطيسي الوظيفي ثلاثي الأبعاد إنتاج لقطات في الوقت الفعلي للدماغ بدقة مكانية رائعة تبلغ 0.00007 بوصة مكعبة (1.2 ملليمتر مكعب).الإعلانات

يستخدم الباحثون الآن أسلوبهم لدراسة تشوه Chiari I (CM-I) ، وهي حالة يندفع فيها جزء من الدماغ لأسفل عبر الفتحة الموجودة في قاعدة الجمجمة حيث يمر الحبل الشوكي. بالتعاون مع Mount Sinai ، يدرس كيرت أيضًا استسقاء الرأس عند الأطفال حديثي الولادة ، ويقوم بمسح أدمغتهم قبل وبعد الجراحة التصحيحية. بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم نسخة معدلة من طريقة المسح ، تسمى aFlow ، لدراسة تمدد الأوعية الدموية ، حيث يضعف جدار الشريان وينتفخ. قال كيرت إن مراقبة التغيرات المتميزة في تدفق الدم قد تساعد الأطباء على التنبؤ بموعد تمزق تمدد الأوعية الدموية.  المحتوى ذي الصلة

في نيوزيلندا ، يقوم هولدسورث بفحص أدمغة المرضى الذين يعانون من ارتجاج ، لمعرفة ما إذا كانت الأنماط الشائعة تظهر في كيفية تدفق السوائل عبر أدمغتهم بعد الإصابات. كما تخطط مجموعتها أيضًا لدراسة ما إذا كان يمكن استخدام الرنين المغناطيسي الوظيفي لقياس الضغط بشكل غير مباشر في الدماغ ، لأن القياس المباشر حاليًا يتطلب حفر ثقب صغير في الجمجمة ، كما قال هولدسورث. 

يمكن أن يزداد الضغط في الدماغ لأسباب عديدة ، بما في ذلك الإصابات والأورام والالتهابات وتمدد الأوعية الدموية. وفي الأشخاص الذين يعانون من حالة تسمى ارتفاع ضغط الدم داخل الجمجمة مجهول السبب ، فإن السبب الدقيق لتراكم الضغط غير معروف ، ولكن يمكن أن يؤدي إلى ظهور أعراض مشابهة لأعراض ورم في المخ ، وفقًا لـ Cedars-Sinai .

قال كورت: “هناك الكثير من الأسئلة للإجابة”. “الفرص لا حصر لها حقا.”

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com