Деполярное устройство: в РФ нашли способ определять предвестники инсульта
Как распространение электрических волн в коре головного мозга позволит искать патологии ЦНС
Ученые из Казани научились диагностировать предвестники инсульта и других патологических состояний мозга. Это открытие поможет своевременно оказывать помощь пациентам и предотвращать наступление многих необратимых последствий. Однако в реальной неврологической практике использование полученных в ходе экспериментов данных в ближайшем будущем вряд ли возможно, исследователям предстоит проделать еще долгий путь, уверены эксперты.
Зрительная аура
Специалисты научно-исследовательской лаборатории «Нейрофизиология» Института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета совместно с коллегами из Франции, Германии и Испании изучили механизмы происходящих в мозге процессов, которые свидетельствуют о начале патологических изменений. Об этом «Известиям» сообщили в пресс-службе Минобрнауки России. Речь о волнах распространяющейся деполяризации — проходящей по коре головного мозга медленной волны, которая характеризуется кратковременной вспышкой, а затем длительным подавлением (депрессией) электрической активности мозга.
— Такая волна возникает при различных патологических состояниях, например при ишемическом инсульте, эпилепсии, мигрени и черепно-мозговой травме, — рассказал «Известиям» один из авторов публикации, главный научный сотрудник НИЛ «Нейрофизиология» ИФМиБ КФУ, а также руководитель лаборатории Института нейробиологии Средиземноморья (Марсель, Франция) Рустем Хазипов.
По словам ученого, при мигрени она лежит в основе так называемой зрительной ауры, которая может проявляться в виде мерцающих световых пятен, туннельного зрения и других временных визуальных искажений, предшествующих приступам головной боли. Исследователь напомнил, что все клетки организма человека имеют электрический заряд.
— Можно сказать, что каждая клетка нашего организма, в том числе нейроны, — это батарейка. Напряжение составляет 0,1 вольта и называется мембранным потенциалом. Вся работа мозга построена на мембранном потенциале нейронов и его флуктуациях, — пояснил он. — При ишемии мозга происходит потеря мембранного потенциала, потому что необходимых для его поддержания веществ (в первую очередь кислорода) не хватает.
В условиях недостатка кислорода нейроны массово деполяризуются, происходит сдвиг потенциала, который регистрируется при электроэнцефалографии, пояснил специалист.
Предвестники беды
В своем исследовании международная группа ученых выяснила, как волны распространяющейся деполяризации меняют активность головного мозга. В КФУ были изучены механизмы изменений, происходящих во время ишемического инсульта на клеточном уровне.
В исследованиях на животных, которые проводились в лаборатории «Нейрофизиология» КФУ, было обнаружено, что лишь часть волн деполяризации сопровождается подавлением активности ЦНС. В то же время обнаруживались волны деполяризации без значительных изменений активности мозга или даже с ее усилением. По словам Рустема Хазипова, результаты, полученные на экспериментальных животных, позволили по-новому взглянуть на электроэнцефалографические данные у пациентов с ишемическим инсультом головного мозга.
— Так же, как и у животных, у пациентов был обнаружен большой спектр изменений активности мозга во время волн деполяризации. Поскольку депрессия активности — один из критериев при обнаружении волн деполяризации в современных клинических стандартах, новые данные требуют пересмотра широко используемых алгоритмов, — сказал Рустем Хазипов.
Он отметил, что новые научные данные позволят своевременно принимать меры для помощи пациентам. Если удастся захватить начало инсульта и начать фармакологическое воздействие, то можно, во-первых, облегчить его течение, а во-вторых, уменьшить поражение тканей мозга при ишемии. Ранняя детекция волн распространяющейся деполяризации также сможет помочь в предотвращении приступов мигрени, пояснили ученые.
При этом эффективно обнаруживать предвестники инсульта и других патологических состояний на существующих электроэнцефалографах невозможно. Поэтому в КФУ создан опытный образец (прототип) аппарата, позволяющего регистрировать наряду с уже известными новые параметры электрической активности головного мозга. Скоро его начнут тестировать на животных в лабораториях научных учреждений Москвы и Нижнего Новгорода.
Полученные результаты интересны в рамках потенциального клинического применения у пациентов с субарахноидальными кровоизлияниями (проявляется внезапной, очень выраженной головной болью, обычно с потерей или нарушением сознания) различного генеза. Данное заболевание сопровождается высоким риском развития вторичной ишемии, которая приводит к формированию стойких неврологических нарушений, рассказал «Известиям» директор НИИ нейронаук СамГМУ Минздрава России, к.м.н., доцент Александр Захаров.
— Причина таких нарушений — ангиоспазм (сужение артерий и мелких капилляров). Понимание и обнаружение предшествующих этому состоянию физиологических изменений крайне важно в профилактике развития ишемии. Очевидно, что при использовании неинвазивных методик регистрации ЭЭГ обнаруженные данные об изменении биоэлектрической работы головного мозга позволят широко внедрить в клиническую практику и существенно улучшить профилактику инсульта, — подчеркнул эксперт.
Однако в реальной практике использование полученных в ходе экспериментов данных в ближайшем будущем не представляется возможным, так как еще не разработаны методы рутинной диагностики, их учитывающие.
— Нет понимания, как это может повлиять на схемы лечения. Предстоит долгий путь от теории к практике. Поэтому клиницисты ждут новых прорывов в постижении изучаемых процессов и рекомендаций по их применению, — сообщила невролог, нейропсихолог, ведущий специалист клиники «Семейная» Наталья Кузьменко.
Полученные в ходе экспериментов данные представлены в опубликованной в журнале Nature Communications статье.
Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда и выполнены в рамках программы «Приоритет 2030».
