Исследование: после инсульта неповреждённая часть мозга может «омолодиться»

Новое исследование, опубликованное в журнале The Lancet Digital Health, показало, что мозг может неожиданно реагировать на инсульт. Учёные из Института нейровизуализации и информатики им. Марка и Мэри Стивенсов (Stevens INI) обнаружили, что у людей с тяжёлыми физическими нарушениями после инсульта в неповреждённых областях могут наблюдаться признаки «более молодой» структуры мозга. Это, по-видимому, отражает способность мозга адаптироваться и перестраиваться после травмы.

Исследование было частью рабочей группы ENIGMA по восстановлению после инсульта. Учёные проанализировали снимки мозга более 500 пациентов из 34 исследовательских центров в восьми странах. Используя модели глубокого обучения, они оценили «возраст мозга» разных областей в каждом полушарии.

Мы обнаружили, что более обширные инсульты ускоряют старение в повреждённом полушарии, но, парадоксальным образом, делают противоположную сторону мозга визуально моложе. Эта картина предполагает, что мозг может реорганизовываться, по сути омолаживая неповреждённые сети, чтобы компенсировать утраченные функции.

Для анализа использовали искусственный интеллект — графовую свёрточную сеть. Система оценивала биологический возраст 18 областей мозга на основе данных МРТ. Сравнив прогнозируемый возраст с фактическим, учёные выявили чёткую закономерность: у пациентов с тяжёлыми двигательными нарушениями, даже после более чем 6 месяцев реабилитации, возраст мозга в областях, противоположных месту повреждения, был моложе ожидаемого. Этот эффект был особенно выражен в фронто-париетальной сети, отвечающей за планирование движений, внимание и координацию.

Эти данные свидетельствуют о том, что когда повреждение от инсульта приводит к большей потере движений, неповреждённые области на противоположной стороне мозга могут адаптироваться, чтобы помочь компенсировать это. Это даёт нам новый способ увидеть нейропластичность, которую традиционная визуализация не могла зафиксировать.

Исследование опиралось на глобальное сотрудничество ENIGMA, объединяющее данные из более чем 50 стран. Стандартизировав информацию, команда создала крупнейший в своём роде набор нейровизуализационных данных по инсульту.

Учёные планируют продолжить работу, наблюдая за пациентами с ранних стадий после инсульта до долгосрочного восстановления. Отслеживание того, как меняются паттерны старения мозга, может помочь врачам адаптировать лечение для каждого пациента, чтобы улучшить результаты и качество жизни.

Исследование «Deep learning prediction of MRI-based regional brain age reveals contralesional neuroplasticity associated with severe motor impairment in chronic stroke: A worldwide ENIGMA study» было поддержано грантом Национальных институтов здоровья США (NIH) и международными коллабораторами.