Блокирование одного крошечного кровеносного сосуда в мозге может нанести вред нейронной ткани и даже изменить поведение, показало новое исследование из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Но эти последствия могут быть смягчены с помощью уже используемого препарата, предлагая лечение, которое может замедлить развитие деменции, связанное с кумулятивным повреждением крошечных кровеносных сосудов, которые питают клетки мозга. Команда сообщает о своих результатах в онлайн-издании Nature Neuroscience от 16 декабря.
«Мозг невероятно плотный с сосудистой системой. Удивительно, что блокирование одного небольшого судна может иметь заметное влияние на поведение крысы », – сказал Энди Ю. Ши, ведущий автор статьи, которая завершила эту работу в качестве докторанта по физике в Калифорнийском университете в Сан-Диего. Ши теперь является доцентом в Медицинском университете Южной Каролины.
Работая с крысами, Ши и его коллеги использовали лазерный свет для сгущения крови в точках в небольших кровеносных сосудах, которые погружаются с поверхности мозга, чтобы проникнуть в нервную ткань. Когда они посмотрели на мозг до недели спустя, они увидели крошечные отверстия, напоминающие широко распространенный урон, часто наблюдаемый, когда мозг пациентов с деменцией рассматривается как часть вскрытия.
Эти микроотражения слишком малы, чтобы их можно было обнаружить обычными МРТ-сканами, которые имеют разрешение около миллиметра. Почти две дюжины этих маленьких сосудов попадают в мозг с квадратного миллиметра поверхности мозга.
«Это спорно, есть ли что-то повреждение последствий, хотя волна доказательств растет, как человек диагностик улучшается,» сказал Дэвид Кляйнфилд, профессор физики и нейробиологии, который ведет исследовательскую группу.
Чтобы увидеть, может ли такой незначительный урон изменить поведение, ученые научили жаждущих крыс прыгать с одной платформы на другую в темноте, чтобы получить воду.
Крысы легко прыгают, если они могут добраться до второй платформы с помощью лапы или их морды или растянуться дальше, чтобы коснуться ее усами. Многие крысы могут быть обучены полагаться на один бакенбард, если другие обрезаются, но если они не могут чувствовать себя на далекой платформе, они не сдвинутся с места.
«Усы выстраиваются в ряд, и каждый из них связан с определенным местом в мозге», – сказал Ши. «Обучая их использовать только один бакенбард, мы смогли дистиллировать поведение вплоть до очень небольшой части мозга».
Когда Ши блокировал одиночные микрососуды, питающие колонку клеток мозга, которые реагируют на сигналы от оставшегося вискера, крысы все еще пересекались на далекой платформе, когда разрыв был небольшим. Но когда он расширился вне досягаемости их мордов, они ушли.
Утвержденный FDA лекарственный мемантин, предписанный для замедления одного аспекта снижения памяти, связанного с болезнью Альцгеймера, смягчил эти эффекты. Крысы, которые получали наркотик, прыгали в узкие щели, и их мозг показал меньше признаков повреждения.
«Эти данные впервые показывают нам, что даже незначительный инсульт может привести к инвалидности», – сказал Патрик Д. Лиден, соавтор исследования и кафедра отдела неврологии в Медицинском центре Cedars-Sinai в Лос-Анджелесе Анджелес. «Я боюсь, что крошечные штрихи в наших пациентах вносят вклад в течение длительного времени – к болезни, такой как слабоумие и болезнь Альцгеймера», – сказал он, добавив, что «лучшие инструменты потребуются, чтобы определить, страдают ли пациенты от эффектов памяти от самых маленьких ударов «.
«Мы использовали мощные инструменты из биологической физики, многие из которых были разработаны в лаборатории Клейнфельда в Калифорнийском университете в Сан-Диего, чтобы связать инсульт с деменцией в беспрецедентном малом масштабе одиночных сосудов и клеток», – сказал Ши. «На моей новой должности в MUSC я планирую работать над путями улучшения обнаружения микроотражений у пациентов с МРТ. Таким образом, врачи могут диагностировать и лечить деменцию раньше ».