Учёные создали первую подробную карту нейронных связей головного мозга на протяжении всей жизни человека, которая позволяет выявлять отклонения задолго до появления симптомов болезни. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Работа проводилась в Институте нейровизуализации и информатики им. Стивенсов при Университете Южной Калифорнии. Учёные под руководством Хулио Э. Вильялон-Рейны семь лет собирали данные сканирований мозга более 54 000 человек в возрасте от 4 до 91 года из исследований на нескольких континентах.
Для изучения белого вещества — плотных пучков нервных волокон, соединяющих отдалённые области мозга, — команда применила диффузионную МРТ. Этот метод отслеживает движение воды в тканях: в здоровых волокнах вода течёт ровно, в повреждённых — растекается свободнее. Обычное сканирование такой детализации не даёт.
Карта подтвердила, что мозг развивается и стареет неравномерно. Один из показателей — организованность нейронных связей — достигал пика примерно в 29 лет, другие продолжали улучшаться до конца 30-х, 40-х и даже начала 50-х. «Развитие и старение мозга — это не однородные процессы», — отметил Вильялон-Рейна. Исследование также подтвердило давнюю гипотезу нейробиологии: области, созревающие позже всего, быстрее деградируют в пожилом возрасте.
Карту проверили на снимках людей с деменцией, лёгкими нарушениями памяти и генетическим заболеванием, повышающим риск шизофрении. У пациентов с болезнью Альцгеймера и лёгкими расстройствами памяти модель зафиксировала нейронные связи, выходящие далеко за пределы нормы в зонах, отвечающих за память. При этом у каждого пациента изменения проявлялись в разных местах, даже при одинаковом диагнозе.
Теперь врач может сравнить мозг конкретного человека с тысячами сканирований людей того же возраста и пола. «Мы видим, чем ваш мозг отличается от того, что мы ожидали бы увидеть у человека вашего возраста и пола», — пояснил соавтор исследования Пол М. Томпсон. Карты доступны для бесплатного использования любой лабораторией. Исследователи планируют применять инструмент для изучения более 30 заболеваний мозга.
