במחקר חדש, החוקרים השוו את המנחים של סיבי עצב בגזע מוח אנושי באמצעות שתי טכניקות הדמיה מתקדמות: הדמיית תהודה מגנטית דיפוזיה (dMRI) מבוססת טרקטוגרפיה וטומוגרפיה אופטית קוהרנטית רגישה לקיטוב (PS-OCT). הממצאים יכולים לסייע בשילוב הטכניקות הללו, שכל אחת מהן מציעה יתרונות ייחודיים, כדי לקדם את הבנתנו את המיקרו-מבנה של המוח ולסייע בהסברה של טכניקות חדשות לאבחון מוקדם של הפרעות מוחיות שונות.
איזבלה אגילרה-קואנקה מאוניברסיטת אריזונה תציג את המחקר הזה ב-Frontiers in Optics + Laser Science (FiO LS), אשר יתקיים בין ה-23 ל-26 בספטמבר 2024 במרכז הכנסים של קולורדו בדנוור.
מחלות ניווניות נוירו-דגנרטיביות הופכות נפוצות יותר ויותר ככל שתוחלת החיים עולה והאוכלוסיות מזדקנות – הבנה טובה יותר של הקשר בין מבנה המוח למחלות אלו עשויה להוביל לפיתוח שיטות משופרות למניעה, גילוי וניהול."
איזבלה אגילרה-קואנקה, אוניברסיטת אריזונה
אוריינטציה של סיבי עצב היא היבט חשוב במיקרו-מבנה המוח בשל השפעתו על הקישוריות ומסלולי התקשורת במוח. אחת הדרכים לחקור את המיקרו-מבנה הזה היא באמצעות dMRI, שיטת הדמיה לא פולשנית המשתמשת בדיפוזיה של מולקולות מים כדי לחשוף קישוריות מבנית. ניתן להשתמש ביישום מיוחד של dMRI המכונה דימות טנזור דיפוזיה (DTI) כדי לשחזר מסלולים של סיבי עצב באמצעות תהליך המכונה טרקטוגרפיה. למרות ש-DTI רגיש להבדלים בסביבות רקמת מוח, הוא אינו יכול לזהות שינויים תאיים ספציפיים והוא יכול לפתור רק את דרכי העצבים, לא כיווני אקסונים בודדים.
PS-OCT שימושי גם לחקר מבנה המוח. הוא משתמש במאפיינים של אור מפוזר לאחור ובווריאציות בקיטוב כדי ליצור תמונות חתך בפתרון עומק של מבני מיקרו של רקמות. ניתן להשתמש במידע זה כדי לזהות דרכי סיבים ברזולוציה בקנה מידה מיקרומטר ולהבחין בין חומר לבן ואפור. עם זאת, במדיה לפיזור כגון רקמת מוח, PS-OCT יכול לצלם רק עד לעומק של כמה מילימטרים.
כדי לבצע השוואה כמותית של התפלגות אוריינטציה של סיבי עצב עם טרקטוגרפיה מבוססת dMRI ו-PS-OCT, החוקרים השתמשו בשתי הטכניקות כדי לצלם דגימת גזע מוח אנושי מקובע בפאראפורמלדהיד ולאחר מכן מאוחסן ב-PBS עם אזיד נתרן.
התוצאות הראו שניתן להשתמש בתכונות הקיטוב של פיגור פאזה וציר אופטי למיפוי נוכחות והתמצאות של סיבי עצב ברקמת המוח, בדומה לתוצאות המתקבלות באמצעות dMRI. זה מצביע על הפוטנציאל החזק של PS-OCT לאמת נתוני dMRI, מתן תובנות חשובות לגבי הארגון המיקרו-מבני של סיבי עצב, שהוא חיוני להבנת הפיזיולוגיה הנורמלית והשינויים שעלולים להתרחש עם מצבים נוירודגנרטיביים.
"כדי לקדם את העבודה הזו, נלמד את השינויים המיקרו-מבניים במגוון אזורי מוח ממטופלים עם מצבים נוירודגנרטיביים שונים, במטרה לזהות שינויים המתרחשים עם הופעת המחלה", אמרה אגילרה-קואנקה. "אנו מקווים שהעבודה הזו בסופו של דבר מתורגם לגישות חדשות לגילוי מוקדם של פתולוגיות אלו."
