Ο πιο ισχυρός σαρωτής μαγνητικής τομογραφίας στον κόσμο παρέδωσε τις πρώτες του εικόνες από ανθρώπινους εγκεφάλους, φτάνοντας σε ένα νέο επίπεδο ακρίβειας που ελπίζουμε ότι θα ρίξει περισσότερο φως στο μυστηριώδες μυαλό μας – και στις ασθένειες που τους στοιχειώνουν. Ερευνητές της Γαλλικής Επιτροπής Ατομικής Ενέργειας (CEA) χρησιμοποίησαν για πρώτη φορά το μηχάνημα για να σαρώσουν μια κολοκύθα το 2021. Αλλά οι υγειονομικές αρχές τους έδωσαν πρόσφατα το πράσινο φως για τη σάρωση ανθρώπων στην μαγνητική τομογραφία.
Τους τελευταίους μήνες, περίπου 20 υγιείς εθελοντές έγιναν οι πρώτοι που μπήκαν στο μάθημα του μηχανήματος μαγνητικής τομογραφίας (MRI), το οποίο βρίσκεται στην περιοχή Plateau de Saclay νότια του Παρισιού, όπου βρίσκονται πολλές εταιρείες τεχνολογίας και πανεπιστήμια. «Έχουμε δει ένα επίπεδο ακρίβειας που δεν έχει επιτευχθεί ποτέ στο παρελθόν στο CEA», δήλωσε ο Alexandre Vignaud, ένας φυσικός που εργάζεται στο έργο. Το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από τον σαρωτή είναι ένα τεράστιο 11,7 teslas, μια μονάδα μέτρησης που πήρε το όνομά του από τον εφευρέτη Nikola Tesla.
Αυτή η ισχύς επιτρέπει στο μηχάνημα να σαρώνει εικόνες με 10 φορές μεγαλύτερη ακρίβεια από τις μαγνητικές τομογραφίες που χρησιμοποιούνται συνήθως στα νοσοκομεία, των οποίων η ισχύς συνήθως δεν υπερβαίνει τα τρία teslas. Σε μια οθόνη υπολογιστή, ο Vignaud συνέκρινε τις εικόνες που λαμβάνονται από αυτόν τον πανίσχυρο σαρωτή, που ονομάστηκε Iseult, με εκείνες από μια κανονική μαγνητική τομογραφία. «Με αυτό το μηχάνημα, μπορούμε να δούμε τα μικροσκοπικά αγγεία που τροφοδοτούν τον εγκεφαλικό φλοιό ή λεπτομέρειες της παρεγκεφαλίδας που ήταν σχεδόν αόρατες μέχρι τώρα», είπε.
Η υπουργός Έρευνας της Γαλλίας Sylvie Retailleau, η οποία είναι φυσικός, είπε ότι «η ακρίβεια είναι δύσκολα πιστευτή!» «Αυτή η παγκόσμια πρωτοτυπία θα επιτρέψει την καλύτερη ανίχνευση και θεραπεία για παθολογίες του εγκεφάλου», είπε σε δήλωσή της στο Γαλλικό Πρακτορείο. Οι ερευνητές ελπίζουν ότι η σαφέστερη άποψη του ανθρώπινου εγκεφάλου θα ρίξει φως σε μια σειρά από συνθήκες.
Φωτίζοντας τις περιοχές του εγκεφάλου
Μέσα σε έναν κύλινδρο που έχει μήκος και ύψος πέντε μέτρα, το μηχάνημα φιλοξενεί έναν μαγνήτη 132 τόνων που τροφοδοτείται από ένα πηνίο που μεταφέρει ρεύμα 1.500 αμπέρ. Υπάρχει ένα άνοιγμα 90 εκατοστών (τριών ποδιών) για να γλιστρήσουν οι άνθρωποι. Ο σχεδιασμός είναι το αποτέλεσμα έρευνας δύο δεκαετιών από μια συνεργασία μεταξύ Γάλλων και Γερμανών μηχανικών. Οι Ηνωμένες Πολιτείες και η Νότια Κορέα εργάζονται σε παρόμοια ισχυρά μηχανήματα μαγνητικής τομογραφίας, αλλά δεν έχουν ακόμη ξεκινήσει τη σάρωση εικόνων ανθρώπων.
Ένας από τους κύριους στόχους ενός τόσο ισχυρού σαρωτή είναι να βελτιώσει την κατανόησή μας για την ανατομία του εγκεφάλου και ποιες περιοχές ενεργοποιούνται όταν εκτελεί συγκεκριμένες εργασίες. Οι επιστήμονες έχουν ήδη χρησιμοποιήσει μαγνητική τομογραφία για να δείξουν ότι όταν ο εγκέφαλος αναγνωρίζει συγκεκριμένα πράγματα -όπως πρόσωπα, μέρη ή λέξεις- διακριτές περιοχές του εγκεφαλικού φλοιού κινούνται με ταχύτητα.
Η αξιοποίηση της δύναμης των 11,7 teslas θα βοηθήσει την Iseult να «κατανοήσει καλύτερα τη σχέση μεταξύ της δομής του εγκεφάλου και των γνωστικών λειτουργιών, για παράδειγμα όταν διαβάζουμε ένα βιβλίο ή κάνουμε έναν νοητικό υπολογισμό», δήλωσε ο Nicolas Boulant, επιστημονικός διευθυντής του έργου. Το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από αυτόν τον σαρωτή ζυγίζει τα επιβλητικά 11,7 teslas, μια μονάδα μέτρησης που πήρε το όνομά του από τον εφευρέτη Nikola Tesla.
Στα ίχνη του Αλτσχάιμερ
Οι ερευνητές ελπίζουν ότι η ισχύς του σαρωτή θα μπορούσε επίσης να ρίξει φως στους αόριστους μηχανισμούς πίσω από νευροεκφυλιστικές ασθένειες όπως το Πάρκινσον ή το Αλτσχάιμερ—ή ψυχολογικές καταστάσεις όπως η κατάθλιψη ή η σχιζοφρένεια. «Για παράδειγμα, γνωρίζουμε ότι μια συγκεκριμένη περιοχή του εγκεφάλου – ο ιππόκαμπος – εμπλέκεται στη νόσο του Αλτσχάιμερ, επομένως ελπίζουμε να μπορέσουμε να μάθουμε πώς λειτουργούν τα κύτταρα σε αυτό το τμήμα του εγκεφαλικού φλοιού», δήλωσε η ερευνήτρια του CEA Anne- Isabelle Etienvre.
Οι επιστήμονες ελπίζουν επίσης να χαρτογραφήσουν τον τρόπο με τον οποίο ορισμένα φάρμακα που χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία της διπολικής διαταραχής, όπως το λίθιο, διανέμονται μέσω του εγκεφάλου. Το ισχυρό μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από τη μαγνητική τομογραφία θα δώσει μια πιο καθαρή εικόνα για το ποια μέρη του εγκεφάλου στοχεύουν το λίθιο. Αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει στον προσδιορισμό του ποιοι ασθενείς θα ανταποκριθούν καλύτερα ή χειρότερα στο φάρμακο. «Εάν μπορούμε να κατανοήσουμε καλύτερα αυτές τις πολύ επιβλαβείς ασθένειες, θα πρέπει να είμαστε σε θέση να τις διαγνώσουμε νωρίτερα – και επομένως να τις αντιμετωπίσουμε καλύτερα», είπε ο Ετιένβρ.
Στο άμεσο μέλλον, οι τακτικοί ασθενείς δεν θα μπορούν να χρησιμοποιήσουν την πανίσχυρη δύναμη του Iseult για να δουν μέσα στον εγκέφαλό τους. Ο Boulant είπε ότι το μηχάνημα “δεν προορίζεται να γίνει ένα κλινικό διαγνωστικό εργαλείο, αλλά ελπίζουμε ότι η γνώση που αποκτήθηκε μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί σε νοσοκομεία”. Τους επόμενους μήνες, μια νέα καλλιέργεια υγιών ασθενών θα στρατολογηθεί για να υποβληθεί σε σάρωση του εγκεφάλου τους. Το μηχάνημα δεν θα χρησιμοποιηθεί σε ασθενείς με παθήσεις για αρκετά χρόνια.