血管跟踪可以帮助大脑疾病检测

而老年性大脑疾病如阿尔茨海默病经常在一个人的一生发展缓慢,他们通常没有发现,直到症状已经开始。有鉴于此,团队由布朗大学的科学家领导的生物医学研究人员多年来一直在探索毁灭性的神经退行性疾病是否会被几十年前——或许通过一些简单的常规眼科检查,而不是诊断测试的电池。

在一个新的研究布朗领导团队描述了早期的步骤之一,一种可能性。他们显示在自然通讯可以跟踪血管在老鼠的大脑变化在很长一段时间。结果开始给生物医学研究人员一个工具来识别和研究生物标记在这些血管可能持有关键线索的早期检测进行性神经退行性疾病如阿尔茨海默氏症,帕金森氏症,亨廷顿病和多发性硬化症。

希望他们可以下使用他们的方法在小鼠视网膜图像寻找这些生物标志物,并从那里扩大人类的视网膜成像研究和跟踪血管如何改变。工作中很多研究工作由布朗科学家捕捉早期阿尔茨海默氏症窥视到眼睛。

”在这篇文章中,我们表明,使用我们的大脑成像技术,我们可以形象的动物一遍又一遍地反复近一年,测量大脑的血管的特性,“高级研究作者Jonghwan Lee说,布朗的工程学院助理教授和卡尼大脑科学研究所。“结果可能能够预测当一个人打开一个路径是开发这些神经退行性疾病的风险,医生处方早期治疗他们。”

跟踪大脑血管变化如何在长时间的发展与年龄相关的神经退行性疾病的人,相比正常改变的样子,一直是科学家们的目标。人们认为大脑血管的人开发脑部疾病表现出退化和减少症状的疾病开始前几十年。

“如果我们可以检测大脑中血管的变化,或在视网膜上,很长一段时间,一直被认为是可以预测这类疾病的发病,”Lee说。

挑战当前微观方法使这种类型的纵向跟踪非常艰苦,但是,需要不同的解决方法。研究团队——包括科学家布朗的沃伦Alpert医学院公共卫生学院,开始寻找一个更直接的方法。

他们创建的新方法结合了先进的成像技术和人工智能算法跟踪动态变化和大脑的血管解剖。研究人员使用的方法来测量这些变化在25个不同的老鼠超过7个月。

根据这项研究,研究小组专注于一个非侵入性的测试称为光学相干断层扫描成像。10月使用光波透过视网膜和视神经周围血管图像。10月团队适应多个技术形象大脑血管像软膜的血管,皮质血管和毛细血管网络。然后综合10月方法与图像处理算法来搜索模式的数据收集从正常小鼠和阿尔茨海默病模型小鼠。

分析数据,他们注意到区别正常与年龄相关的变化和血管变化带来的疾病。

“我们发现一些候选生物标记,如大血管变薄和血液流动越来越低,而且,更有趣的是,血管的网络模式明显改变,正常衰老动物相比,”李说。

最终目标是调整的方法,收集足够的数据,以便集团的算法分析和预测通过定期的眼科检查的机会一个人神经退行性疾病发展几年前。团队从这一目标还有很长的路要走,但很早就开始了概念证明的老鼠,它作为生物模型。在未来几年他们计划仔细审视他们发现的生物标记和识别。下一步是老鼠的视网膜血管成像。

参考:Walek千瓦,斯蒂芬S,李JH, et al . Near-lifespan纵向追踪大脑微血管的形态、拓扑,在雄性老鼠和流动。Nat Commun。2023;14 (1):2982。doi:10.1038 / s41467 - 023 - 38609 - z

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