Forskere ved Mark og Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute på Keck School of Medicine i USC har udviklet en ny hjerneafbildningsteknik, som kan afsløre, hvordan de mindste blodkar i hjernen pulserer med hver hjerteslag. Denne opdagelse kan give ny indsigt i aldring og sygdomme som Alzheimers.
Studiet, der er offentliggjort i tidsskriftet Nature Cardiovascular Research, præsenterer den første ikke-invasive metode til at måle “mikrovaskulær volumetrisk pulsatilitet” i levende mennesker. Ved hjælp af ultra-højfelt 7T magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) viste forskerne, at disse mikrovaskulære pulser øges med alderen, især i hjernens dybe hvide substans, som er en vigtig region for kommunikationen mellem hjernens netværk og er særligt sårbar over for nedsat blodforsyning fra de distale arterier. Øgede mikrovaskulære pulser kan forstyrre systemer i hjernen og muligvis accelerere hukommelsestab og Alzheimers sygdom.
Danny JJ Wang, professor i neurologi og radiologi ved Keck School of Medicine og seniorforfatter på studiet, udtaler, at denne nye metode for første gang giver mulighed for at se, hvordan volumenet af disse små blodkar ændrer sig med aldring og vaskulære risikofaktorer, hvilket åbner nye veje for studier af hjernehelse, demens og sygdomme relateret til små kar.
Tidligere har forskere været klar over, at stivhed og pulsatilitet i store arterier er forbundet med slagtilfælde, demens og småkarsygdomme, men det har indtil nu været næsten umuligt at måle disse pulseringer i hjernens mindste kar uden invasive metoder, der kun anvendes i dyreforsøg. USC-teamets innovation kombinerer to avancerede MRI-metoder — vaskulær rummelighedsoptagelse (VASO) og arteriel spinmærkning (ASL) — til at spore subtile volumenskift i mikrovaskulære kar over hjertecyklussen. Forskerne bekræftede, at ældre voksne viser forstærkede mikrovaskulære pulser i dyb hvid substans sammenlignet med yngre voksne, og at forhøjet blodtryk yderligere forstærker disse ændringer.
Fanhua Guo, ledende forfatter og postdoktor i Wangs laboratorium, siger, at resultaterne giver en manglende forbindelse mellem det, vi ser i billeddannelse af store kar, og den mikrovaskulære skade, vi observerer ved aldring og Alzheimers sygdom. For høj vaskulær pulsatilitet kan påvirke funktionen af hjernens “glymfatiske system”, som er et netværk, der fjerner affaldsprodukter som beta-amyloid, proteiner der ophobes ved Alzheimers sygdom. Over tid kan forstyrret væskecirkulation accelerere kognitiv tilbagegang.
Forskerne undersøger mulighederne for at tilpasse metoden til bredere klinisk brug, også på mere almindeligt tilgængelige 3T MRI-scannere. Fremtidige studier vil teste, om mikrovaskulær volumetrisk pulsatilitet kan forudsige kognitive resultater, og om den kan fungere som en biomarkør for tidlig intervention ved Alzheimers sygdom og beslægtede tilstande. Wang tilføjer, at målet er at bringe denne teknik fra forskningslaboratorierne ind i klinisk praksis, hvor den kan vejlede diagnose, forebyggelse og behandlingsstrategier for millioner af mennesker med risiko for demens.