Сканирование впервые показывает систему утилизации отходов мозга

МРТ, показывающая доросальный поток системы очистки мозга от отходов.

Впервые была визуализирована система очистки человеческого мозга от отходов, что подтверждает, что этот сложный орган действительно содержит собственные лимфатические сосуды.

Раньше ученые не знали, как мозг утилизирует побочные продукты метаболизма, но новый революционный метод сканирования, наконец, позволил взглянуть на лимфатическую систему головного мозга в действии.

Как место познания и диспетчерская для функций тела, мозг требует значительных энергетических потребностей и, что неудивительно, является наиболее метаболически активным органом. Это означает, что он также производит очень много отходов, которые необходимо эффективно убирать, чтобы предотвращать накопление.

По всему телу отходы фильтруются через лимфатическую систему, однако ранее исследователям не удавалось просканировать структуры, которые способствуют этому процессу в мозге. Визуализация этого процесса с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) требовала введения потенциально опасных контрастных веществ, что делало невозможным применение этого метода к живым субъектам.

Из-за отсутствия прямых доказательств наличия лимфатических сосудов в головном мозге ранее считалось, что продукты жизнедеятельности выводятся из спинномозговой жидкости (ЦСЖ) через кровеносные сосуды. Однако недавние исследования на грызунах показали наличие менингеальных(относящихся к мозговым оболочкам) лимфатических сосудов, что повышает вероятность того, что подобные структуры могут также обеспечивать выведение отходов из головного мозга человека.

Для нового исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, исследователи разработали безопасный неинвазивный протокол МРТ, который позволяет обойтись без токсичных контрастных веществ. Вместо этого их метод создает изображения на основе естественного контрастного градиента, который существует между содержимым лимфатических сосудов богатым белком и более разбавленной спинномозговой жидкостью.

Используя этот метод, авторы просканировали мозг 81 больного эпилепсией, выявив наличие лимфатических структур, идущих параллельно как венозным синусам, так и черепным нервам. Эти сосуды направляют поток продуктов жизнедеятельности из черепа, соединяясь с лимфатическими узлами на шее.

«Это первый отчет, демонстрирующий полную архитектуру лимфатической системы головного мозга у живых людей», — пояснил в своем заявлении автор исследования Ондер Албайрам.

Важно отметить, что исследования на грызунах показали, что функционирование этой оболочечной лимфатической системы начинает ухудшаться в пожилом возрасте, и некоторые исследователи предполагают, что это может способствовать возникновению таких патологий, как болезнь Альцгеймера и возрастное снижение когнитивных функций.

Поскольку возраст участников этого последнего исследования варьировался от 15 до 80 лет, авторы воспользовались возможностью наблюдать, как лимфатические структуры человеческого мозга различаются у пожилых и молодых людей. Их анализ показал, что толщина менингеальных лимфатических сосудов увеличивается с возрастом, что приводит к снижению их способности удалять отходы.

Основываясь на этом открытии, авторы приходят к выводу, что их неинвазивный метод визуализации «может позволить использовать новые подходы к диагностике или лечению неврологических расстройств, таких как черепно-мозговая травма, болезнь Альцгеймера [и] рассеянный склероз».