Учени разработиха нова технология за откриване на мозъчни увреждания след инсулт

Международен екип от учени разработи технология на основата на графен, която позволява да се следи мозъчната активност и да се идентифицират зоните с най-висок риск от допълнителни увреждания след инсулт. Този пробив, изпитан върху мишки, би могъл да стимулира разработването на по-прецизни методи за лечение на инсулт.

В изследването, публикувано в научното списание „Brain“, участваха Испанският национален изследователски съвет (CSIC), Университетът в Манчестър, Каталунският институт по нанонауки и нанотехнологии (ICN2) и германската компания Multi Channel Systems, предава Euronews. 

Когато човек получи исхемичен инсулт, запушване прекъсва кръвотока към част от мозъка. Уврежданията обаче могат да продължат да се разпространяват поради вълни от нарушена електрическа активност, известни като „разпространяващи се кортикални деполяризации“, които преминават през засегнатата мозъчна тъкан.

Досега точното засичане на тези сигнали представляваше предизвикателство, тъй като конвенционалните технологии срещат трудности при регистрирането на изключително бавните електрически промени, настъпващи по време на този процес.

Графенът помага за идентифициране на най-уязвимите зони на мозъка

Използвайки високочувствителни графенови сензори, поставени върху мозъка на мишки, изследователите успяха да регистрират тези електрически вълни с безпрецедентна детайлност. Резултатите показаха, че характеристиките на сигналите позволяват разграничаване между относително здрава мозъчна тъкан, тъкан в риск и тъкан, която вече е претърпяла тежки увреждания.

Учените установиха също, че тези сигнали могат да предвидят реакцията на кръвотока. Докато в по-здравите зони той се увеличава, за да подпомогне възстановяването, в уязвимите региони може да спадне още повече, което влошава увреждането.

Екипът откри още, че ниска доза кетамин – лекарство, което вече се използва в медицината – съкращава продължителността на вредните електрически вълни, подобрява реакцията на кръвотока и намалява степента на мозъчно увреждане при животински модели.

Тези резултати насочват към възможен невропротективен ефект на кетамина след инсулт, въпреки че все още не е доказано, че той носи същите ползи при хората.

Потенциален инструмент за подобряване на лечението

„Най-общо казано, проучването показва как авангардните технологии могат не само да подобрят начина, по който се измерва мозъчната активност, но и да разкрият нова и важна информация за това как се развиват мозъчните увреждания и как биха могли да бъдат лекувани“, обяснява Роб Уайкс, изследовател от Университета в Манчестър.

От своя страна Антон Гимера-Брунет, изследовател от CSIC (Испанския национален съвет за научни изследвания) към Института по микроелектроника в Барселона, подчертава, че регистрирането на нискочестотна мозъчна активност все още представлява предизвикателство за съвременните технологии.

„Разработваме нашата технология на основата на графен от години – първите ни резултати бяха публикувани през 2018 г. – като предизвикателството се състоеше в това да я стандартизираме и усъвършенстваме за използване в съответните предклинични проучвания“, казва Антон Гимера-Брунет.

Този пробив е част от научно сътрудничество, стартирало преди години между институции в Испания и Обединеното кралство, с цел разработване на графенови устройства, способни да регистрират мозъчни сигнали.

Въпреки че технологията все още е на етап предклинични изследвания, учените смятат, че в бъдеще тя би могла да позволи наблюдение в реално време на състоянието на мозъчната тъкан по време на инсулт, да помогне за идентифицирането на пациенти с най-висок риск от допълнителни увреждания и да допринесе за разработването на нови методи за лечение.