Прорыв в нейробиологии: инновационный МРТ-сканер раскроет тайны человеческого мозга
Ученые представили революционную систему МРТ-сканирования Connectome 2.0, которая значительно превосходит традиционные методы визуализации, позволяя выявлять микроскопические нарушения в структуре мозга, связанные с неврологическими и нейропсихиатрическими заболеваниями. Это открытие может привести к созданию первых детальных карт мозга и разработке персонализированных методов лечения.
Новый сканер, разработанный при поддержке инициативы Национального института здоровья США (NIH) BRAIN Initiative, совершает прорыв в нейробиологии, позволяя впервые неинвазивно изучать структуру связей между различными областями мозга — так называемый «коннектом». Раньше подобная детализация была возможна только при посмертном исследовании тканей.
Прорыв в визуализации мозга
«Это исследование представляет собой трансформационный скачок в области визуализации мозга, расширяя границы нашего понимания его работы на клеточном уровне», — отметил Джон Нгай, доктор философии, руководитель инициативы BRAIN. По его словам, новый сканер закладывает основу для программы BRAIN CONNECTS, конечной целью которой является создание полной схемы связей человеческого мозга.
Принцип работы МРТ основан на анализе движения молекул воды в тканях мозга. Connectome 2.0 значительно улучшает соотношение сигнала и шума, обеспечивая беспрецедентно четкие изображения мельчайших структур — вплоть до отдельных волокон и клеток. Этого удалось достичь благодаря новому устройству, которое крепится непосредственно на голову пациента и содержит гораздо больше каналов, чем стандартные МРТ-аппараты.
Реальные результаты тестирования
Усовершенствованная конструкция сканера, в отличие от предыдущей версии Connectome 1.0, позволяет использовать его для людей с разными антропометрическими данными. Тестирование на добровольцах подтвердило безопасность и эффективность устройства, обеспечивая детализацию, ранее доступную только в исследованиях на животных и посмертных образцах. Сравнение данных между участниками позволило выявить даже минимальные различия в диаметрах аксонов и размерах клеток, что важно для изучения нейродегенеративных процессов и старения.
«Наша цель — создать платформу, которая охватывает все уровни: от клеток до нейронных сетей», — пояснила ведущий автор исследования, доктор медицинских наук Сьюзи Хуанг из Массачусетской больницы общего профиля. По ее словам, новый сканер дает ученым и врачам мощный инструмент для изучения архитектуры мозга в норме и при патологии в режиме реального времени.
Влияние на будущее нейробиологии
Человеческий мозг остается одной из самых загадочных и сложных структур. Connectome 2.0 — это шаг к разгадке его тайн, позволяющий впервые создать полную карту нейронных связей. Сверхточные изображения помогут понять, как работают отдельные клетки и их соединения, а также как функционируют крупные системы мозга, отвечающие за мышление и поведение.
Помимо картографирования, новая технология может открыть путь к неинвазивной стимуляции нейронных цепей, что позволит разрабатывать индивидуальные методы лечения заболеваний мозга на основе уникальных особенностей его строения у каждого пациента.
Исследование опубликовано 16 июля 2025 года в журнале Nature Biomedical Engineering.
Запись Прорыв в нейробиологии: инновационный МРТ-сканер раскроет тайны человеческого мозга впервые опубликована на сайте Про технологии.