הינך נמצא כאן

מעקב צמוד

01.12.2014

 
המוח החי רווי מולקולות קטנות: אלה הם המטבוליטים, אשר אחראים על אין-ספור תפקידים ביולוגיים חיוניים, כגון העברת מסרים, אספקת אנרגיה או הרכבת קרומים. אבל כאשר רוצים לבצע ניטור של המוח בפעולה, השיטה הלא-פולשנית הטובה ביותר, דימות תהודה מגנטית (MRI), מספקת מידע רק על המים בהם מומסים המטבוליטים, ולא על המטבוליטים עצמם. במחקר, שהתפרסם באחרונה בכתב-העת המדעי Nature Communications, פיתחו מדעני מכון ויצמן למדע, בשיתוף פעולה עם מדענים מהמעבדה הלאומית לשדות מגנטיים גבוהים שבארצות-הברית, שיטת תהודה מגנטית מתוחכמת למעקב אחר המטבוליטים.
 
הדמיה באמצעות תהודה מגנטית של מוח חולדה, בו נגרם שבץ בחלקו הימני (מסגרת שחורה); חלקו השמאלי לא נפגע (מסגרת ירוקה)
בשיטת ה-MRI מכניסים רקמה חיה לשדה מגנטי, ובאמצעות גלים אלקטרו-מגנטיים חלשים בתדר רדיו גורמים תנודה ברמת האטומים. תדירות התנודות של האטומים השונים נמדדת בעזרת ציוד תהודה מגנטית.
 
שיטה זו מאפשרת בדרך כלל מעקב רק אחר אטומים של מימן, אשר נפוצים בכל הרקמות החיות ומהווים מרכיב עיקרי במים. מעקב אחר המטבוליטים יכול לאפשר הצצה ייחודית לפעילותן של מערכות חיות, אך קשה לבצעו באמצעות תהודה מגנטית, מפני שנוכחות המטבוליטים ברקמות קטנה פי 10,000 מכמות המים. גם התהודה המגנטית שלהם נמוכה באותו היחס, והיא כמעט בלתי-מורגשת לצד התהודה המגנטית של המים כאשר משתמשים ב-MRI הסטנדרטי.
 
במחקר החדש, אשר בוצע בחולדות, הצליחו המדענים ליישם שיטות תהודה מגנטית מתקדמות למדידת מספר מטבוליטים במוח אשר מושפעים משבץ מוחי. הממצאים, אשר נאספו במהלך השבץ שעברו החולדות ובתקופת ההחלמה שלאחר מכן, תאמו את הדפוסים המוכרים ממחקרים פולשניים, כגון דגימת נוזלי המוח בעזרת מזרק. יתר על כן, המחקר גילה כי המבנים המיקרוסקופיים שמכילים את המטבוליטים עוּותו בעקבות השבץ, כנראה כתוצאה מנפיחות וממחסור בחמצן.
 
המחקר התאפשר בזכות השימוש במכשיר בעל מגנט חזק במיוחד, 21 טסלה, שקיים היום רק לצורך מחקר בחיות מעבדה, בזמן שרוב מערכות ה-MRI המסחריות מתבססות על מגנט שעוצמתו 3 טסלה. גורם מרכזי נוסף היה שיטת ה-MRI בה השתמשו המדענים. הם ביצעו את הסריקות באמצעות סדרה חדשנית של פעימות בתדר רדיו, אשר עוררו את המימן במטבוליטים אך כמעט לא השפיעו על מולקולות המים – דבר שאיפשר להם לקלוט את האותות החלשים של המטבוליטים, אבל לא את אותות המים, החזקים מהם במידה ניכרת. יתר על כן, השיטה איפשרה למדענים לנצל את העובדה, שבגישה בררנית זו חוזרים המימנים שבמטבוליטים לאיזון לאחר שמצבם עורער, הרבה יותר מהר מאשר אטומי המימן במים.
 
 
ביצעו את המחקר פרופ' לוסיו פרידמן, ד"ר נועם שמש, וד"ר ג'אן-ניקולס דומז מהמחלקה לפיסיקה כימית במכון ויצמן למדע; ופרופ' סמואל גרנט, ד"ר ג'נס רוזנברג, וחוזה מוניז מהמעבדה הלאומית לשדות מגנטיים גבוהים שבארצות הברית, בה ממוקמת המערכת בעוצמת 21 טסלה.
 
המחקר פותח אפשרויות חדשות לחקר המוח החי, באמצעות מעקב אחר המטבוליטים. בעתיד ייתכן שאפשר יהיה לפתח מעקב זה לכלל שיטה בטוחה ולא-פולשנית לאיבחון שבץ או לגילוי סימנים מוקדמים למחלות מוח שונות המשפיעות על רמות המטבוליטים, כגון מחלת פרקינסון, סכיזופרניה וסרטן.

מנעד התהודה המגנטית, המראה כיצד השתנו רמות המטבוליטים בצד המוח שהושפע מהשבץ (בשחור) לעומת הרמות בצד הבריא (בירוק)

 
 
 
 
 
 

לשיתוף:

 

 

 

 

אינסטגרם