对MS Brain的观点:哪些新成像技术揭示了

更好地理解多发性硬化症如何改变大脑可能导致保护它的疗法。

医学评论
多发性硬化症会影响大脑中的白色和灰色物质。 Camazine Scott/Getty Images

人的大脑由两种类型的组织组成:灰质,由神经细胞组成,白质和白质是由神经纤维束组成的,这些神经纤维连接了大脑不同区域的神经细胞并在它们之间携带神经冲动。

“传统思维方式是MS主要是一种白质疾病,”医学博士Lael Stone说,他是一名专门研究的神经科医生多发性硬化症(MS)在俄亥俄州的克利夫兰诊所。

但是,“目前在MS中的大多数(专家)会说,白色和灰质显然都参与其中。”不过,“您可以将10毫秒的专家放在一个房间里,他们很难同意这更重要,哪个是第一个。”

白质主要由神经纤维组成

白质看起来是白色的,因为在神经纤维或轴突周围的保护性包裹是苍白的,脂肪组织叫髓磷脂。

“轴突就像大脑的电线,”医学博士Rhonda Voskuhl,UCLA脑研究所的神经病学教授以及洛杉矶加州大学洛杉矶分校多发性硬化症计划的主任。

在MS中,免疫系统会攻击大脑,脊髓和视神经中的髓磷脂。这次攻击导致炎症最终导致硬化症,这是疤痕的医学术语。(这就是MS的名字。)

“当MS攻击大脑的这些部分时,就像从电线上剥离橡胶。这会减慢传导速度并导致MS的类型即将来临的症状。” Voskuhl博士说。“攻击可能持续数周或数月,但随后炎症会降温,该地区完全或部分恢复。”

灰质是由神经细胞体或神经元制成的

灰质由称为神经元的中枢神经系统的细胞组成,厚度位于大脑的外部区域,称为皮层。如果您看大脑的外部,它看起来灰色。

斯通说:“白质从A点到B点。

随着MS的进展,灰质中发生的变化与白质中发生的变化不同。

Voskuhl解释说:“如果切断神经细胞之间的连接,它们最终会死亡。这会导致脑组织的收缩,称为灰质萎缩。MS原因白质和灰质萎缩的炎症。您可以通过实际损失大脑体积来测量萎缩。”

但是,即使使用常规磁共振成像看不到这一点,脱髓鞘和病变也可能发生在灰质中(MRI)扫描,根据医学博士LéorahFreeman,博士,德克萨斯大学奥斯汀分校的戴尔医学院的神经科医生和助理教授。

实际上,弗里曼博士说:“从验尸研究中我们知道,在最严重的情况下,多达70%的灰质可以被脱髓鞘”有MS的人

MRI和PET扫描的新型类型揭示了MS脑的疾病进展

研究人员和医生治疗MS通常使用MRI扫描来研究大脑。MRI是用计算机和无线电波能创建的成像。新类型的MRI提供了更多细节,使您更容易看到灰质。

磁共振光谱显示了仅在神经元内发现蛋白质的大脑区域。

功能性MRI(fMRI)在一个人执行特定任务(例如阅读)时制作大脑图像。当此测试期间较少的区域点亮时,可能是灰质萎缩的迹象。

根据一项研究,灰质损害已显示在MS疾病进展中起重要作用。研究于2013年7月发表在《期刊》上神经学纪事此后有400多人患有复发性的MS。

Using a model that included a patient’s age, gray matter lesions, and gray matter atrophy, researchers were able to correctly predict MS progression in about 94 percent of participants who maintained relapsing-remitting MS status, and 88 percent of those who transitioned to the secondary-progressive stage.

由于常规成像技术的局限性,了解灰质损害如何影响MS的MS落后于对白质的知识。

斯通说:“很容易看到白质炎症,因为它像MRI上的圣诞树一样亮起。”“灰质萎缩很难看到。最终,随着大脑的收缩,它显示出大脑充满流体的部分的增加。但这可能会令人困惑,因为事实是每个人的大脑随着时间的流逝而缩小,无论有没有MS。”

弗里曼(Freeman)指出,较新的成像技术,例如正电子发射断层扫描(PET),可以帮助识别传统MRI上可能看不到的灰质变化。

在一个小型飞行员中研究于2015年10月发表在《期刊》上神经学纪事由弗里曼(Freeman)领导的一名研究团队发现,PET扫描可以有效地绘制并揭示MS各个阶段的人的灰质中神经元损害的测量。

灰色和白质疾病的症状

“通常,白质疾病会导致急性MS症状,像麻木和无力,”斯通说。“灰质疾病会导致疲劳和诸如疲劳和记忆丧失。这些较高的大脑功能称为认知功能。大多数MS残疾实际上来自认知功能障碍。”

Voskuhl提供了另一个角度:“我认为将某些白质损害(例如炎症)视为暂时性,而神经元丧失等灰质损害是永久性的,这是有意义的。”“重要的是要知道,MS的认知变化不像阿尔茨海默氏病。它们不会影响一个人的智慧,长期记忆或阅读或进行对话的能力。”

Stone补充说,这是对灰色和白质的累积损害,加起来是MS症状。问题在于,即使采用越来越详细的成像技术,大脑的可见变化也与疲劳或认知障碍之类的症状完全相关。

斯通说:“整个讨论的一部分是我们在MS中缺少某些东西,我们一直在努力弄清楚我们缺少什么。”

弗里曼(Freeman)乐观地认为,成像的进步将使精力指出大脑不同区域之间的沟通如何促进多种MS症状。她说:“我们正在努力在特定症状和病变或损害的特定位置之间建立更多的相关性。”

更好的成像可能会为MS提供更好的药物

更好地了解MS在大脑中的运作方式对于发展下一代至关重要女士药物,根据Voskuhl。

“我们有可以抑制免疫系统,减少MS攻击并减少白质损害的药物。但是,我们现在需要的是预防或逆转各种类型的长期残疾的药物,包括认知,步行,平衡和视力,”这个目标。”

弗里曼(Freeman)指出,影像成像的最新进展以及对它们允许的灰质损害的更好理解已经在影响潜在的新MS药物的试验。

弗里曼说:“临床试验更始终如一地研究药物对脑萎缩的影响”,“因为这些是有意义的终点”,美国食品和药物管理局(FDA)对此感兴趣。

弗里曼说,除了告知新药物开发外,成像的进步还可能对医生决定哪种治疗方法最适合个人患者。她的实验室正在研究计算技术,以从常规MRI中提取更有意义的信息,这些信息已经是MS CARE标准的一部分。

弗里曼解释说:“目前,我们从这些MRI中使用的信息来监测治疗方法是[患者是否会在白质中发展新的或活跃的病变。”“我认为我们可以以不同的方式使用MRI,以预测我们甚至开始治疗之前的治疗反应。”

人工智能可以在MS治疗进展中发挥作用

MS成像和治疗的这种愿景可能涉及使用人工智能(AI)技术在MRI扫描中查看整个大脑,并预测对不同MS药物的个人结果和反应。

通过这种方式,AI可以帮助医生知道“我们应该开始采取什么疗法,或者是时候切换,在患者违反药物治疗之前,”弗里曼说:“,以及更多的是个性化的,精确的医学治疗方法。”

专家认为,到达那里的最佳方法是继续开发和完善成像技术,以提高我们对MS大脑的了解。

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