Черепно-мозговая травма приводит к обширным изменениям в нейронных связях — Cerebral Cortex

Травма головы достаточно серьезна, чтобы повлиять на функции мозга. Например, вызванная автомобильной аварией или внезапным падением, она приводит к изменениям в мозге за пределами места удара, сообщают ученые из Медицинской школы Университета Тафтса (Tufts University School of Medicine) в исследовании, опубликованном в научном журнале Cerebral Cortex. На модели черепно-мозговой травмы на животных исследователи обнаружили, что оба полушария работают вместе, создавая новые нервные пути, пытаясь воспроизвести те, которые были потеряны.

«Даже области, расположенные далеко от травмы, сразу после этого вели себя по-другому», — комментирует первый автор исследования Саманта Боттом-Танзер (Samantha Bottom-Tanzer), научный сотрудник кафедры нейробиологии. «Исследования черепно-мозговых травм, как правило, сосредотачиваются на области повреждения, но это исследование убедительно доказывает, что может быть затронут весь мозг, а визуализация дистальных областей может предоставить ценную информацию».

Боттом-Танзер с соавторами первыми использовали метод визуализации, сочетающий флуоресцентные датчики активности нейронов и электроды, чтобы записать, сколько частей мозга общаются друг с другом после травмы головного мозга. Команда ученых отслеживала нервную активность мышей в течение трех недель после травмы в периоды упражнений и отдыха.

Хотя общее количество связей между нейронами уменьшилось после травмы головного мозга, все мыши могли использовать колесо для упражнений в обычном режиме. Однако активность травмированного мозга как в период бега, так и в период покоя заметно отличалась от активности здорового мозга. Удивительно, но они не демонстрировали четких паттернов мозговых волн во время движения по сравнению с тем, когда они были неподвижны, чего и ожидали ученые.

«Независимо от того, обращаете ли вы внимание или идете, мозг переключает состояния в зависимости от задачи, которую вы выполняете», — объясняет автор исследования Крис Дулла (Chris Dulla). «После черепно-мозговой травмы эта способность не столь устойчива, что указывает на то, что такие события нарушают то, как мозг переключает состояния таким образом, который мы еще не понимаем».

«Из данных мы видим, что у мозга имеются новые решения для выполнения всех этих сложных задач», — добавляет он.

Эта пластичность имеет клиническое значение. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, черепно-мозговые травмы часто приводят к долгосрочным проблемам со здоровьем и ежегодно убивают десятки тысяч людей. Исследователи прогнозируют, что визуализация мозга пациента во время выполнения различных действий может лучше определить, как кто-то может получить травму или какие функции пострадали, что улучшит лечение человека.

«Это исследование подчеркивает сложность того, как травма влияет на динамичный и постоянно меняющийся мозг», — заключает Боттом-Танзер. «Большинство людей думают о мозге в одном состоянии, но наши данные показывают, что существуют колебания, и это может открыть возможности для изучения различных методов физиотерапии, логопедии и многого другого».

В дальнейшем Боттом-Танзер, Дулла с соавторами планируют исследовать изменения в нервной активности после черепно-мозговой травмы в течение еще более длительного периода после выздоровления. Они также изучат, как их технология визуализации может использоваться для выявления изменений в активности мозга, которые могут привести к определенным типам дисфункций или коррелировать с долгосрочными исходами заболеваний.

Авторы другого исследования заявляют, что черепно-мозговая травма недооценена как фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний.