Революционный метод МРТ, известный как коррелированная диффузионная визуализация (CDI), был использован для выявления ранее невидимых изменений в мозге, вызванных COVID-19. Исследование выявило отчетливые изменения молекул воды в белом веществе мозга. Эти результаты не только подтверждают тот факт, что COVID-19 влияет на мозг, но также подчеркивают, что мозжечок может быть особенно уязвим. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Human Brain Mapping.
Новизна исследования
Изобретение МРТ инженера Университета Ватерлоо (University of Waterloo) лучше, чем многие существующие технологии визуализации, показывает, как COVID-19 может изменить человеческий мозг.
Новый метод визуализации, известный как коррелированная диффузионная визуализация (CDI), был разработан профессором системного проектирования Александром Вонгом (Alexander Wong) и недавно использовался в новаторском исследовании.
«Некоторые могут подумать, что COVID-19 поражает только легкие», — комментирует доктор Вонг. «Было обнаружено, что этот новый метод МРТ, который мы создали, очень хорошо выявляет изменения в мозге, вызванные COVID-19. COVID-19 изменяет белое вещество головного мозга».
Материалы и методы исследования
Кафедра исследований в области искусственного интеллекта и медицинской визуализации в Канаде ранее разработала CDI в ходе успешного поиска лучшего средства визуализации для обнаружения рака. CDI — это новая форма МРТ, которая может лучше выявить различия в том, как молекулы воды движутся в тканях, путем захвата и смешивания сигналов МРТ с разной силой и временем градиентного импульса.
Авторы нового исследования решили, что данную методику также можно использовать для выявления изменений в мозге, вызванных COVID-19.
Результаты исследования
Визуализация белого вещества лобной доли выявила менее ограниченную диффузию молекул воды у пациентов с COVID-19, в то же время как метод показал более ограниченную диффузию молекул воды в мозжечке пациентов с COVID-19.
Вонг подчеркивает, что две области мозга по-разному реагируют на COVID-19, и указывает на два ключевых вывода исследования. Во-первых, человеческий мозжечок может быть более уязвимым для инфекций COVID-19. Во-вторых, исследование подтверждает идею о том, что инфекции COVID-19 могут приводить к изменениям в головном мозге.
Исследование является не только одним из немногих, показавших влияние COVID-19 на мозг, но и первым, в котором сообщается о диффузных аномалиях в белом веществе мозжечка. Хотя исследование было разработано, чтобы показать изменения, а не конкретное повреждение мозга от COVID-19, в его окончательном отчете обсуждаются потенциальные источники таких изменений, и многие из них связаны с болезнью и повреждением.
В ответ Вонг предполагает, что будущие исследования могут быть сосредоточены на том, действительно ли COVID-19 повреждает ткани головного мозга. Дополнительные исследования также могут определить, может ли COVID-19 изменить серое вещество мозга.
Практическая значимость работы
«Надеюсь, это исследование поможет улучшить диагностику и лечение пациентов с COVID-19», — заключил Вонг. «И это может быть только началом CDI, поскольку его можно использовать для понимания дегенеративных процессов при других заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, или для выявления рака груди или простаты».
