Российские физики придумали, как точно визуализировать кровоток в мозге

ТАСС, 26 августа. Физики разработали новую методику визуализации кровотока в сосудах мозга. Она безопасна для его тканей и может реконструировать движение отдельных клеток крови, пишет пресс-служба Сколковского института науки и технологий со ссылкой на статью в European Physical Journal Plus.

"Наш метод позволяет различать отдельные движущиеся эритроциты и получать детальные изображения сети кровеносных сосудов головного мозга вплоть до мельчайших капилляров. Это, в свою очередь, обеспечивает точную оценку скорости кровотока методом цифровой трассерной визуализации потоков", – рассказал один из авторов исследования, научный сотрудник Сколковского института науки и технологий Максим Курочкин.

Подобная особенность разработанной методики, как отметил Курочкин, позволит не только детально изучить структуру системы кровоснабжения мозга, но и понять, как развиваются различные опухоли в его тканях, какую роль в их росте играет кровеносная система, а также изучить формирование тромбов и сужений сосудов.

При этом ученые отмечают, что для проведения подобных замеров нужен лишь оптический микроскоп, а не генетические модификации, заставляющие клетки артерий и вен животных светиться, или же дорогостоящие и токсичные флуоресцентные красители, применяемые сегодня в опытах по визуализации сосудов мозга млекопитающих.

Новый подход к изучению мозга

Методика Курочкина и его коллег, в том числе специалистов Саратовского государственного университета, основана на сочетании оптической микроскопии и компьютерной обработки изображений. В ее рамках ученые получают снимки тканей мозга при помощи микроскопа и покадрово обрабатывают их при помощи алгоритмов, разработанных российскими учеными.

Работу этой методики визуализации сосудов мозга ученые проверили на тканях нервной системы мышей и на эмбрионе курицы. Проведенные ими наблюдения показали, что подобный подход можно использовать для наблюдений за тем, как кровь движется по мельчайшим капиллярам и отслеживания того, как меняется скорость ее движения.

Кроме того, ученые на практике показали, что подобным образом можно вычислять два важнейших параметра - диаметр сосудов и скорость движения крови через них. Как отмечает Курочкин, оба этих значения позволяют максимально точно отслеживать изменения в других важнейших физиологических характеристиках кровеносной системы.

В частности, подобные наблюдения позволят ученым определить, можно ли по подобным параметрам предсказать время и место появления аневризмов, холестериновых бляшек и других нарушений в работе кровеносной системы, угрожающих жизни пациента. Аналогичным образом, как подытожил Курочкин, можно отслеживать и то, как по кровотоку движутся различные нанокапсулы с лекарствами, что позволит оценить безопасность и эффективность их работы.