Rezonans magnetyczny (MRI) to nowoczesne, nieinwazyjne badanie, które pozwala na uzyskanie obrazów przekroju ciała bez udziału promieniowania jonizującego. MRI wykorzystuje pole magnetyczne i generowane komputerowo fale radiowe, których efektem są szczegółowe obrazy narządów i tkanek w ciele. Pole magnetyczne zastosowane podczas MRI ma zwykle wartość od 0,5 do 3 Tesli.
Czytaj też: Tajemnicze synapsy w ludzkim mózgu. U dorosłych mogą być ich nawet miliony
Badanie MRI pozwala uwidocznić miękką, wodnistą tkankę, która jest “niewidzialna” dla promieniowania rentgenowskiego. Już nawet najprostsze badanie MRI jest w stanie wykryć guza mózgu, ale jego rozmiar i unaczynienie są już trudniejsze do wychwycenia. Technikę rezonansu magnetycznego można jednak ulepszyć, a to tylko dodatkowa korzyść dla pacjentów.
Naukowcy z Duke’s Center for In Vivo Microscopy we współpracy z badaczami z University of Tennessee Health Science Center, University of Pennsylvania, University of Pittsburgh i Indiana University, poprawili rozdzielczość MRI i uzyskali najostrzejsze skany mózgu myszy w historii. Zbiega się to w czasie z 50. rocznicą pierwszego wykonanego rezonansu magnetycznego. Praca, która ukazała się w Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), jest zwieńczeniem prawie 40 lat badań prowadzonych w Duke Center for In Vivo Microscopy.
Rezonans magnetyczny będzie jeszcze dokładniejszy. Co to oznacza?
Uczeni stworzyli skany 3D mózgu myszy z zachowaniem wręcz hiperrealistycznej szczegółowości. Pojedynczy woksel (odpowiednik piksela w grafice 3D) mierzy zaledwie 5 mikronów, a to aż 64 miliony razy mniej niż woksel w klinicznym MRI!
Mimo iż badania przeprowadzono na gryzoniach, to udoskonalony rezonans magnetyczny pozwoli na wizualizację połączeń w całym mózgu z rekordową rozdzielczością. To z kolei może całkowicie zrewolucjonizować neurologię i pozwoli zrozumieć, jak mózg zmienia się z wiekiem, dietą, a nawet różnymi chorobami.
Prof. G. Allan Johnson z Duke University mówi:
Jest to coś, co naprawdę poszerza perspektywę. Możemy zacząć patrzeć na choroby neurodegeneracyjne w zupełnie inny sposób.
Ale jak właściwie udało się ulepszyć badanie MRI? Większość klinicznych rezonansów magnetycznych wykorzystuje magnesy o mocy od 1,5 do 3 Tesli, a zespół prof. Johnsona użył urządzenia o mocy aż 9,4 Tesli. Do tego dochodzi specjalny zestaw cewek gradientowych – 100 razy silniejszych od tych z maszyn stosowanych w szpitalach, a także superwydajny komputer, który mocą odpowiada prawie 800 laptopom pracującym nad obrazem tylko jednego mózgu. Dzięki temu naukowcy mogą odkrywać tajemnice mózgu w sposób, który nigdy wcześniej nie był możliwy.
Czytaj też: Co czytanie robi z naszym mózgiem?
Dla przykładu: jeden zestaw skanów MRI pokazuje, jak łączność w mózgu zmienia się wraz z wiekiem, a inny ujawnia, jak osłabiają się sieci neuronowe wraz z postępem choroby Alzheimera. Moim zdaniem, osiągnięcie zespołu prof. Johnsona może zrewolucjonizować diagnostykę medyczną i pozwolić na opracowanie lepszych modeli chorób neurologicznych. Na pojawienie się jej w szpitalach będziemy musieli jeszcze poczekać, ale i to w końcu się wydarzy.