​​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. Исследования выполнены при поддержке РНФ.

Инструментом для проведения исследований стала диагностическая технология, созданная в лаборатории нейробиологии ТГУ под началом её научного руководителя, профессора ТГУ и Университета Вашингтона Василия Ярных. С помощью специальных процедур математической обработки данных МРТ учёные 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.

Миелин, динамика изменения после инсульта.jpg 

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.


А – миелиновые оболочки аксонов в мозге крысы в норме. Б – разрушение миелиновых оболочек в ишемическом очаге через 10 дней после инсульта. В – восстановление миелиновых оболочек аксонов через 30 дней после инсульта. 



– 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 учёные 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 объёма восстановления утраченных функций.

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

Источники

Ученые смогли "вживую" увидеть, как организм лечит мозг после инсульта
Томский государственный университет (tsu.ru), 24/11/2020
Ученые ТГУ "заглянули" в поврежденный инсультом мозг
News-Life (news-life.pro), 24/11/2020
Ученые ТГУ "заглянули" в поврежденный инсультом мозг
РИА Томск (riatomsk.ru), 24/11/2020
Ученые смогли "вживую" увидеть, как организм лечит мозг после инсульта
Поиск (poisknews.ru), 24/11/2020
В ТГУ смогли "вживую" увидеть, как организм лечит мозг после инсульта - Naked Science
Naked Science (naked-science.ru), 24/11/2020
Томские ученые впервые смогли "вживую" увидеть, как мозг восстанавливается после инсульта
Томский обзор (obzor.city), 25/11/2020
Томские ученые впервые смогли "вживую" увидеть, как мозг восстанавливается после инсульта
Gorodskoyportal.ru/tomsk, 25/11/2020
Российские ученые смогли "вживую" увидеть, как организм лечит мозг после инсульта
Km.ru, 25/11/2020
В ТГУ смогли "вживую" увидеть, как организм лечит мозг после инсульта
Искусственный интеллект ИТ новости (ai-news.ru), 26/11/2020
Ученые смогли "вживую" увидеть, как организм лечит мозг после инсульта
Научная Россия (scientificrussia.ru), 26/11/2020

Похожие новости

  • 23/12/2020

    Директор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Марина Трусова: «Все силы и средства идут на развитие школы»

    ​​О главных событиях и достижениях 2020 года и планах на будущее рассказала директор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Марина Трусова.    Мегагранты Год для коллектива нашей школы был ярким и богатым на события.
    243
  • 17/11/2020

    Ученые разработали эластичные пористые материалы для имплантатов

    ​Материаловеды СФТИ ТГУ запатентовали способ получения материала для имплантатов, которые при нагрузке ведут себя так же, как и живые ткани организма. «Природоподобный» материал создается на основе прочного никелида титана, и с помощью добавок порошка титана ученые добиваются эластичного поведения и эффекта памяти формы.
    406
  • 10/12/2020

    Томские ученые модифицируют покрытия для имплантов с помощью ксенона

    ​​​Научная коллаборация Томского политехнического университета (ТПУ), Сибирского государственного медуниверситета (СибГМУ) и Балтийского федерального университета разработала технологию нанесения кальций-фосфатных покрытий на медицинские импланты в газовой среде; исследование показало, что использование ксенона делает покрытия более долговечными, сообщает 9 декабря пресс-служба ТПУ.
    459
  • 21/12/2020

    Учёные РФ и Франции выяснят, как пожары могут изменить экосистемы мира

    ​​Двое молодых учёных ТГУ – сотрудники лаборатории «БиоГеоКлим» Артём Лим и Дарья Кузьмина на протяжении двух месяцев работали в одном из ведущих научных центров Франции – Обсерватории Миди-Пиринейз.
    339
  • 11/12/2020

    Почему земля вкусная: ученые ТПУ ищут "рецепт" от загадочных болезней

    ​​​Ученые Томского политеха (ТПУ) отправились в экспедицию на Алтай, где будут методами биогеохимии изучать причины геофагии (поедания почвы) животных. Такие исследования прошли в Приморье и предстоят в Забайкалье, в комплексе они расскажут, как окружающая среда и геология местности влияют на живые организмы.
    444
  • 19/11/2020

    Цитируемые ученые ТПУ: «умные» удобрения, ферритовая керамика и наносеребро

    ​Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за октябрь. Самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ имеет индекс Хирша 57, а самый высокорейтинговый журнал — импакт-фактор 7,246.
    762
  • 29/12/2020

    Наталья Гусева: «2020 год потребовал самоотверженности и готовности к переменам»

    ​Директор Инженерной школы природных ресурсов ТПУ Наталья Гусева поделилась результатами, которых достиг коллектив школы в 2020 году, и рассказала о целях и задачах на будущий год.​   Уходящий год стал точкой отсчета новой реальности для всего мира, и, чтобы в нее «встроиться», нам пришлось многое пересмотреть и изменить в своей деятельности.
    265
  • 15/12/2020

    Результаты исследований для Арктики представят студенты ТПУ на научной сессии ЮНЕСКО

    ​​​Студентки Инженерной школы природных ресурсов Томского политехнического университета Алина Орлова и Ирина Оберемок выступят на научной сессии «Молодые лидеры науки – 2020», организованной Международным центром компетенций в горнотехническом образовании под эгидой ЮНЕСКО.
    405
  • 15/09/2020

    Физики впервые создали модель для предсказания свойств любых молекул

    Группа ученых-физиков под руководством доцента ФФ ТГУ Рашида Валиева создала новую модель для расчета фотофизических характеристик молекул, которая применима для молекул любой природы, в том числе редкоземельных лантаноидов.
    620
  • 15/12/2020

    Международная команда физиков изучила радиационные свойства озона

    ​​Полученные результаты помогут осуществлять контроль качества озонового слоя, который участвует в формировании атмосферы и климата Земли, влияет на качество воздуха, охраняет планету от жесткого ультрафиолетового излучения.
    443