Благодаря умершей пациентке, которая пожертвовала свой мозг науке, и беспрецедентному 100-часовому сканированию с помощью одного из самых совершенных МРТ-аппаратов, ученые получили представление о мельчайших мозговых структурах, делающих возможным само мышление.

В новом исследовании, возглавляемом специалистом по нейровизуализации Брайаном Л. Эдлоу из Массачусетской больницы общего профиля, были получены данные МРТ сверхвысокого разрешения образца ex vivo. Это огромный шаг в разработке «трехмерной нейроанатомии» человеческого мозга.

Мозг принадлежал 58-летней женщине, попавшей в больницу с высокой температурой и слабостью; чуть позже у пациентки начались проблемы с дыханием. Спасти женщину не удалось, она умерла через две недели от дыхательной недостаточности, вызванной вирусной пневмонией.

Завещанный науке мозг поместили в воздухонепроницаемый держатель, изготовленный из прочного уретана — устройство было специально разработано для длительного МРТ-эксперимента. Держатель поместили в МРТ-сканер 7 Tesla: мощный аппарат с высоким уровнем напряженности магнитного поля, одобренный FDA для использования в США только в 2017 году. 

Известно, что качество изображения МРТ улучшается с увеличением напряженности магнитного поля. Дополнительная напряженность поля обеспечивает лучшую визуализацию небольших структур и тонких патологий, что само по себе может улучшить диагностику заболевания.

В данном случае с помощью аппарата 7Т МРТ исследователи визуализировали мозговые структуры с разрешением 100 микрометров — были показаны объекты размером всего одну десятую миллиметра. Такая точность возможна лишь с неподвижными объектами, то есть, применительно к данному случаю, — исключительно на мертвом мозге.

Посмертная МРТ ex vivo обеспечивает существенные преимущества по сравнению с МРТ in vivo для визуализации микроструктурной нейроанатомии человеческого мозга. МРТ ex vivo может выполняться без временных ограничений, буквально целыми днями и без движений, связанных с кардиореспираторной активностью.

Данные преимущества в сочетании с возможностью получения изображений сверхвысокого разрешения позволили ученым записать 8 терабайт данных с четырех отдельных ракурсов сканирования, что по продолжительности составило приблизительно 100 часов сканирования МРТ.

Важно, что донор мозга, хотя и имела в анамнезе лимфому и некоторые другие заболевания, тем не менее, была здорова в психическом и неврологическом отношении. Это потенциально позволяет применять ее данные в качестве контрольного образца во время будущих исследований, связанных с изучением психопатологий и других патологий, связанных с мозгом.

Пока трудно предсказать, какое именно влияние окажет 100-микронный посмертный мозг на область нейробиологических исследований мозга, но ясно одно — это влияние будет огромным.