Nowa technika skanowania może dostrzec niewykryte uszkodzenia mózgu

Kiedy dana osoba cierpi z powodu pourazowego uszkodzenia mózgu, nie ma dobrego sposoby na zdiagnozowanie tego urazu. A teraz, naukowcy testują urządzenie, które ma podświetlać uszkodzenia, które takie urazy po sobie pozostawiają głęboko w mózgu, o wiele lepiej niż badanie promieniami X pokazuje złamane kości. Badanie dopiero co się zaczęło nad pacjentami cywilnymi i nad żołnierzami.

Badacze próbują dowiedzieć się, czy ten nowy rodzaj obrazowania medycznego, oparty na teście MRI, naprawdę może pokazać uszkodzenia w mózgach tych pacjentów. Co więcej, któregoś dnia doprowadzić do skutecznej rehabilitacji. Jest to przykład kolejnej podróży w poszukiwaniu lepszych metod skanowania mózgu, być może nawet testu krwi, aby w końcu powiedzieć, kiedy uderzenie w głowę powoduje uszkodzenia, których dziś standardowe testy po prostu nie potrafią zobaczyć.

Mamy teraz, po raz pierwszy, możliwość uwidocznienia tych wcześniej niewidzialnych ran, mówi Walter Schneider z uniwersytetu University of Pittsburgh, który prowadzi prace nad rozwojem eksperymentalnej metody skanowania. Jeżeli nie możemy zobaczyć albo określić uszkodzenia, ciężko jest je leczyć.

Około 1 700 000 ludzi cierpi z powodu traumatycznego uszkodzenia mózgu (traumatic brain injury, TBI) w Stanach Zjednoczonych każdego roku. Niektórzy z tych pacjentów zmagają się z widocznym upośledzeniem, ale większość przypadków traumatycznego uszkodzenia mózgu to wstrząsy albo mniejsze urazy, które generalnie same zdrowieją. Przypadki traumatycznego uszkodzenia mózgu to również podpis urazów wojennych, na przykład wojny w Iraku albo w Afganistanie. I te urazy dotykają dziś ponad 200 000 amerykańskich żołnierzy, jeżeli wierzyć amerykańskim statystykom wojskowym.

Nie móc zobaczyć ukrytego uszkodzenia, leżącego u podłoża wszystkich problemów, to prowadzi do frustracji, zarówno u samych pacjentów, jak i u lekarzy, którzy chcieliby pomóc, a nie mają jak, przyznaje doktor Walter Koroshetz, deputowany dyrektor amerykańskiego narodowego instytutu zaburzeń neurologicznych i udaru mózgu, National Institute of Neurological Disorders and Stroke.

Niektóre z ofiar traumatycznego uszkodzenia mózgu doświadczają zaników pamięci, zmian nastroju, oraz innych problemów po tym, co zostało określone jako łagodne wstrząśnienie, jedynie na podstawie badania CT, które wskazuje, że nie dzieje się nic złego. Jednakże, powtarzające się wstrząśnienia mózgu podnoszą ryzyko pojawienia się permanentnych problemów neurologicznych w późniejszym życiu. Czego zresztą dobrym przykładem są niektórzy emerytowani gracze footballowi, którzy aktualnie pozywają do sądu Narodową Ligę Footballu (National Football League) w Stanach Zjednoczonych.

Ale doktor Walter Koroshetz mówi, że nie ma sposobu, żeby powiedzieć, ile dana osoba akumuluje uszkodzeń mózgu, jeśli następny uraz naprawdę powoduje wielkie problemy. A przy poważniejszych uszkodzeniach głowy, standardowe skany nie mogą zobaczyć, poza krwotokiem i puchnięciem, czy połączenia mózgowe zostały przerwane w jakiś sposób i czy mogą się one naprawić same z siebie.

Możemy mieć pacjenta z poważnym opuchnięciem mózgu, który całkowicie normalnie wyzdrowieje. A także pacjenta z poważnym opuchnięciem mózgu, który umrze, mówi doktor David Okonkwo, neurochirurg z centrum medycznego na University of Pittsburgh Medical Center.

Bieżące testy, jakie lekarze mają do dyspozycji, po prostu nie mówią jaki będą konsekwencje danego uszkodzenia głowy. Stąd też znaczenie coraz większej liczby badań nad nowymi opcjami diagnozowania traumatycznego uszkodzenia mózgu.

W raporcie opublikowanym w najświeższym wydaniu specjalistycznego przeglądu Journal of Neurosurgery, doktor Walter Schneider wraz ze swoim zespołem opisuje jednego z potencjalnych kandydatów, nazywanego aktualnie HDFT, czyli high-definition fiber tracking.

Komórki mózgu komunikują się ze sobą za pomocą sieci aksonów, czyli włókien nerwowych, które działają jak sieć telefoniczna. Działają one na bazie tego, co jest nazywaną białą istotą mózgu, i biegną wzdłuż włókien nerwowych, które zawierają miliony połączeń. Nowa technika skanowania, czyli HDFT, zasilana MRIs dzięki specjalnemu programowi komputerowemu, kreśli mapę głównych tras włókien nerwowych, odmalowując je w kolorze żywej zieleni, w żółtym oraz we fioletowym, które oznaczją ich różne funkcje.

Badacze szukają pęknięć i przerw we włóknach, które mogą spowolnić, a nawet przerwać te połącznia nerwowe, tym samym nie pozwalając im na wykonywanie ich pracy.

Daniel Stunkard jest pośród pierwszych pięćdziesięciu pacjentów z TBI. Ten trzydziestodwulatek spędził trzy tygodnie w śpiączce, po tym jak rozbił się w samochodzie w 2010 roku. Badania CT oraz MRI wykazały jedynie zasinienie i opuchnięcie mózgu. Lekarze nie byli w stanie przewidzieć, czy pacjent się obudzi, ani też w jakim stanie.

Kiedy Daniel Stunkard się obudził, nie mógł poruszyć lewą nogą, ręką i dłonią. Lekarze zaczęli rehabilitacje, aby stymulować wyzdrowienie. A jak mówi doktor David Okonkwo, technika HDFT potrafiła określić co się stało. Skan znalazł bowiem częściowe uszkodzenia we włóknach nerwowych, które kontrolują rękę i nogę, a także szerokie uszkodzenia w tym nerwie, który kontroluje dłoń.

W ciągu sześciu miesięcy pacjent znowu chodził. Teraz ma również pewną kontrolę nad ruchem ramienia. Ale w dalszym ciągu nie może posługiwać się dłonią, jego palce nie działają. Doktor  David Okonkwo mówi, że te włókna nerwowe zbyt długo były uszkodzone, żeby można je było naprawić.

Oznacza to, że nowe narzędzie obiecuje o wiele bliższy wgląd w to, co się dzieje z włóknami nerwowymi po urazie. Bliższy niż to, co dziś możemy osiągnąć dzięki technice nazywanej obrazowaniem tensora dyfuzji [(ang. DTI – diffusion tensor imaging)], jak mówi doktor Rocco Armonda, neurochirurg z Walter Reed National Military Medical Center.

To tak, jakbyśmy porównali nasz stary czarno-biały telewizor z telewizorem HD. Taka jest różnica w jakości, wyjaśnia jeszcze doktor Rocco Armonda.