Az orvosi képalkotás terén elért áttörés lehetővé teszi, hogy az agy aktivitását mozgás közben is meg lehessen figyelni, és így kiszűrhetővé válnak az agy és a test közötti koordinációt befolyásoló rendellenességek, például a Parkinson-kór korai jelei, ahogy ezt a Horizon, az EU kutatási és innovációs magazinja nemrég közzétette.
A közelmúltig nem lehetett megfigyelni, hogy mi történik az agyban mozgás közben. A szokásos agyi szkennelésekhez, így a CT, vagy MRI vizsgálatokhoz a pácienseknek mozdulatlanul kellett feküdniük, ami érthető módon korlátozta a kutatókat annak megértésében, hogy az agy hogyan dolgozza fel a mindennapi helyzeteket és hogyan reagál rájuk.
Mozgás közben is lehet mérni az agyat
Uniós támogatással zajlott kutatások azonban olyan új technológiát vizsgálnak, amely lehetővé teszi a kutatók számára, hogy a beteg mozgása közben is megfigyeljék az agyi aktivitást. Ez a várakozások szerint utat nyit a világszerte több mint 8 millió embert érintő Parkinson-kór és más, milliókat érintő neurológiai rendellenességek korai felismerése előtt.
Modellezzünk egy mindennapi helyzetet, amikor folyamatosan, szinte gondolkodás nélkül végzünk el több feladatot. Képzeljük el, hogy elmegyünk a szupermarketbe. A bevásárlólistán szereplő tételek után kutatva végigjárjuk a polcokkal teli folyosókat, miközben figyeljük a legújabb akciókat, és igyekszünk nem összeütközni a többi vásárlóval. Ez a helyzet, jóllehet egyszerűnek tűnik, erőteljes multitaskingot igényel az agytól.
A szlovén kutatók által koordinált, hároméves, uniós támogatással zajlott és idén zárult TwinBrain kutatási kezdeményezés ilyen mindennapi tevékenységeket tanulmányozott, azzal a céllal, hogy fontos nyomokat talál a súlyos neurológiai betegségek felismeréséhez és kezeléséhez.
Továbbfejlesztették a német technológiát
A nemrég felavatott koperi mobil agy- és testképalkotó laboratórium az agy és a mozgás dinamikáját eddig soha nem vizsgált módon monitorozta és a Berlini Műszaki Egyetem, az olaszországi Trieszti Egyetem és a svájci Genfi Egyetem kutatóival közösen végzett munka új utakat nyitott a mozgást befolyásoló komplex neurológiai állapotok diagnosztizálása és kezelése terén.
Ahogy öregszünk, idegi erőforrásaink kimerülnek, ami növeli az úgynevezett kognitív motoros interferenciát, vagyis már nem vagyunk képesek ugyanúgy többféle feladat egyidejű elvégzésére, a multitaskingra.
A korai stádiumban lévő Parkinson-kórban például a „színfalak mögött” az agy kompenzálja az egyensúly és a mozgás hiányosságait, a következmény pedig, hogy az illető megbotlik vagy elesik.
A projekt kutatói továbbfejlesztették a német eredetű mobil agy/test képalkotás (MoBI) nevű technológiát, amely lehetővé teszi számukra az agy és a test mozgásának egyidejű megfigyelését. Ezt elsőként a Max Planck Emberi Fejlődés Intézetében (Max Planck Institute for Human Development) fejlesztették ki Berlinben. Az új technológia lehetővé teszi, hogy természetes mozgási környezetben, például séta, futás, vagy más típusú fizikai vagy szellemi tevékenység közben, valós időben felismerjék a neurológiai problémák árulkodó jeleit, és korábban megkezdhessék a kezelést.
A MoBI-t a projektben részt vevő Berlini Műszaki Egyetem Brain/Body Imaging Lab (BEMoBIL) laboratóriumában tanulmányozzák, s a TwinBrain-nek köszönhetően a technológia Szlovéniába került, ahol olasz és svájci neurológusok és kutatók közreműködésével továbbfejlesztették.
Mesterséges intelligencia és szuperszámítógép segít
A MoBI technológia nem használ MRI-t, viszont egyesíti az elektroenkefalogram (EEG) technológiát, amely az agy elektromos aktivitását mérő vizsgálja, az elektromiográfiával (EMG), amely az izomreakciót vagy az izom ideg általi ingerlésére adott elektromos aktivitást méri. Emellett mozgásrögzítési technológiát is használ.
Az mérés minden egyes másodpercében több száz leolvasást végeznek, ami több millió adatpontot eredményez. Ezeket aztán szinkronizálják, majd mesterséges intelligencia és egy szuperszámítógép segítségével elemzik. A folyamat máris izgalmas eredményeket hozott, kiterjesztették például az agy új régióira és új funkciókra és igazolták, hogy jól alkalmazható a Parkinson kór korai jeleinek felismerésében.
A projekt kutatói azt remélik, hogy az új technológia integrálásával a klinikai gyakorlatban néhány éven belül forradalmasíthatóvá válhat a Parkinson-kór diagnózisa és nyomon követése, ami növelné a betegek életminőségét.
A következő lépés a szintén uniós támogatással indult TBrainBoost projekt keretében a technológia optimalizálása, s új, ezen alapuló termékek, kompakt vizsgáló rendszerek kifejlesztése lesz szélesebb körű klinikai felhasználásra.
