Почти половина сигналов МРТ оказалась не связана с реальной активностью мозга

МОСКВА, 16 декабря. /ТАСС/. Международный коллектив нейрофизиологов открыл первые свидетельства того, что свыше 40% предположительных сигналов мозговой активности, фиксируемых системами функциональной магнитно-резонансной томографии, на самом деле являются бессмысленным шумом. Об этом сообщила пресс-служба немецкого Мюнхенского технического университета (TUM).

"Результаты наших опытов ставят под сомнение общепринятую идею о том, что рост активности мозга всегда сопровождается ускорением кровотока для обеспечения нейронов необходимым количеством кислорода. Данная гипотеза была использована при проведении десятков тысяч исследований с использованием технологии фМРТ, и учет обнаруженной нами закономерности может резко изменить интерпретации многих из этих опытов", - заявила научный сотрудник TUM Самира Эпп, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Как объясняют исследователи, работа систем функциональной МРТ строится на идее о том, что нервные клетки не обладают своими собственными запасами кислорода и питательных веществ, что вынуждает их постоянно изымать эти нутриенты из кровотока. Соответственно, повышенная активность нейронов ведет к переменам в концентрации обогащенного кислородом гемоглобина в крови, чьи молекулы взаимодействуют с радиоволнами совсем не так, как чистый гемоглобин.

Этот принцип широко используется с 1990-х годов для наблюдений за активностью мозга в ответ на различные стимулы, однако недавно нейрофизиологи открыли сразу несколько примеров того, что перемены в сигналах МРТ не всегда точно отражают сдвиги в активности нейронов. Это заставило ученых провести эксперимент, в рамках которого ученые проследили за работой мозга при двух разных подходов для томографии - классической фМРТ и методики pCASL, которая использует воду, а не гемоглобин, для отслеживания метаболизма нейронов.

Для проведения этих замеров нейрофизиологи заручились поддержкой сорока добровольцев, согласившихся решить набор из четырех разных типов когнитивных задач во время получения томографических данных. Эти замеры неожиданно показали, что около 40% сдвигов в сигналах классической функциональной МРТ не были связаны с реальными переменами в метаболизме нейронов при решении арифметических задач и при других нагрузках на мозг.

Как объясняют исследователи, во многих случаях нейроны просто начинают извлекать больше кислорода из крови, чем они делают в состоянии покоя, что не сопровождается ускорением кровотока и другими переменами, которые фиксируются при помощи фМРТ. Это говорит о том, что данный подход не позволяет получить полную картину изменений в метаболизме мозга, что может существенным образом искажать результаты и формировать неверную интерпретацию результатов опытов, подытожили нейрофизиологи.