 |
Причина загадочного головокружения, возникающего у пациентов при МРТ-исследовании, которое смущало исследователей в течение многих лет, может теперь быть раскрыта в новом исследовании. |
Исследователи из университета Дж. Хопкинса полагают, что ключ к разгадке кроется в том, что почти все прошедшие МРТ подвергаются воздействию так называемой силы Лоренца. Эта сила возникает при взаимодействиии между магнитным полем и естественными ионными потоками в волосковых клетках и эндолимфатической жидкости лабиринта.
Dale C. Roberts из Миссисипи — главный разработчик программ исследования в лаборатории David Zee, невропатолог в отделении неврологии в медицинской школе Университета Дж. Хопкинса, Балтимор, Мэриленд.
«Эта жидкость содержится во внутреннем ухе человека, которое помогает ощутить положение тела, и существуют электрические токи, постоянно протекающие через эту жидкость,» объясняет автор исследования. «Если Вы поместите электрический ток в магнитное поле, то Вы получите силу с вектором направленным поперечно току, которая и является силой Лоренца.»
«Сила эта возникает в жидкости, которая перетекает во внутреннем ухе в направлении против движения магнита и вызывает чувство вращения,» — добавил он.
У полученных выводов могут быть важные значения, касающиеся функционального МРТ исследования, особенно при изучении двигательной сферы, указывают исследователи.
«При стимуляции вестибулярной системы, возбуждение попадает в мозг и активизирует много областей, связанных с движениями глаз, равновесием и передвижениями, мышечным контролем и движением конечностей,» сказал Roberts. «Если Вы делаете функциональную МРТ, которая фиксирует эти ощущения, сам аппарат может немного участвовать в этой стимуляции, и мы должны учитывать это.»
В темноте
Для оценки вестибулярного возбуждения, исследователи оценивали нистагм, или медленные движения глаз в одном направлении, вслед за быстрыми движениями в обратном направлении, которые отражают обнаружение мозгом движения. У десяти здоровых добровольцев в аппарате МРТ наблюдался выраженный нистагм, но у 2 добровольцев, ранее утративших вестибулярную функцию, его не было.
«У этих пациентов под действием магнитного поля не возникало ощущения вращения, и у них не обнаруживалось оптокинетических признаков этого» — сказал Roberts.
Эксперименты проводили в темноте с инфракрасной камерой, потому что в условиях освещенности мозг может подавить движения глаз, хотя возбуждение все еще происходит.
«На свету нистагм может быть подавлен, таким образом, зрение следует отключить; что мы и сделали, выключив освещение в комнате и укрыв исследуемых черной фетровой тканью, таким образом они ничего не могли видеть,» сказал Roberts.
Чтобы проверить эффект движения или влияние магнитного поля на центры равновесия добровольцев исследователи использовали МРТ с силой магнитного поля 3 и 7 Tл. Они измерили скорость и направление движений у пациентов в покое, их продолжительность пребывания в аппаратной трубке и силу магнитного поля.
Степень головокружения, испытанного пациентами, зависела именно от силы магнитного поля. Более высокие силы магнитного поля значительно быстрее вызвали нистагм, который сохранялся у всех участников в течение всего времени, проведенного в аппарате.
Используя определенные сложные вычисления, исследователи продемонстрировали, что вестибулярное возбуждение является статическим и не требует ни движения головы, ни динамического изменения в силе магнитного поля, и что оно чувствительно к полярности магнитного поля и положению головы.
Невозможно избежать головокружения в аппарате МРТ, если только у пациента вестибулярная функция сохранена, хотя может быть обнаружено такое положение, которое минимизирует это чувство, сказал Roberts.
«Мы нашли, что количество горизонтальных глазных движений зависит от высоты положения головы, таким образом, люди могут двигать свою голову вверх и вниз, как при кивании, чтобы возможно попытаться найти при этом нейтральное положение.»
Однако, ощущение вращения не исчезает полностью, поскольку глаз может перемещаться вертикально так же как и горизонтально, «таким образом, возможно оптокинетическое возбуждение и в поперечном направлении,» добавил он.
Результаты исследования предполагают, что сила Лоренца, проистекая из взаимодействия между магнитным полем и ионными потоками в жидкости внутреннего уха, воздействует на полукружные канальцы, вызывая нистагм.
Значение исследования
Roberts сказал, что он не хочет поднимать тревогу о точности исследований функциональных МРТ, но эффекты, раскрытые исследованием, могли «ввести системное отклонение» в результаты.
В ходе их экспериментов исследователи заметили, что не все магниты МРТ расположены в том направлении, которое вызывает различные глазные движения и активизирует различные части мозга. «Это могло бы действительно искажать функциональное изображение, особенно когда Вы оцениваете восприятие движения,» сказал доктор Zee.
В ответ на просьбу прокомментировать эти результаты, Stiven Laureys из научной круппы исследования комы, исследовательского центра Циклотрон, университета Льежа, Бельгия и клинический профессор неврологии Льежской университетской больницы сказал, что статья объяснила МРТ-связанное головокружение «замечательным и подтверждённым способом» и что «хорошо наконец научиться, как этого избежать.»
Он тихо добавил, однако, что результаты сделают его жизнь более трудной, потому что он должен будет принять во внимание эти возможные отклонения в его обширной работе с использованием функциональной МРТ.
«Это — кое-что, с чем пока мы не должны были иметь дело, но теперь придётся. Обнаружение данного факта, конечно очень хорошо само по-себе, потому что понимание его причин поможет всем нам использовать МРТ более контролируемым способом. Я думаю, что это — хорошая новость, тем более, что исследователи используют более сильные магнитные поля,» сказал д-р Laureys.
Однако, он указал, что «много вещей, которые мы делали этим аппаратом, остаются в силе.»
Другой эксперт, доктор Ravi S. Menon медицинский биофизик, зав. кафедрой изучения функциональной и молекулярноой визуализации, профессор медицинской биофизики, медицинской визуализации и психиатрии школы медицины и стоматологии в Schulich и профессор физики в университете Западного Онтарио, Лондон, Канада, отметил, что эффект, описанный в статье, никогда не наблюдался у тех, кому выполняется тщательный оптокинетический контроль при функциональной МРТ в ходе активных задач.
«Как говорят сами авторы, рассматриваемый эффект, вероятно, проявляется только в ситуациях, где исследуемый ничего не делает в темной трубе, как например исследование в расслабленном положении,» сказал д-р Menon в электронной переписке.
«Выводы авторов подразумевают нейрональную сетевую активацию движений глаз, за исключением тех случаев, в которых эти те же самые сети изучались на функциональных МРТ у приматов, и глаза их были обездвижены.»
Несмотря на то, что эти выводы интересны, наблюдения статьи нужно продолжить, сказал д-р Menon.
Фото с сайта fauquierent.blogspot.com
Сенсорная интеграция и мы. 