صحتك كير صحة، علاج، وقاية
مقالات مشابهة
ربما يكون الدماغ هو العضو الأكثر حساسية فيما يتعلق بالتغيرات في تدفق الدم وإمدادات الأكسجين. حتى الانقطاعات القصيرة في تدفق الشعيرات الدموية (أو “التوقف”) يمكن أن تشير إلى مشاكل عصبية حادة؛ تشير الأدلة إلى أن الحالات المزمنة مثل مرض الزهايمر ومرض باركنسون ترتبط ارتباطًا وثيقًا بتوقف الأحداث. وبالتالي، فإن دراسة آثار المماطلة يمكن أن تؤدي إلى تطوير علاجات لمثل هذه الاضطرابات.
ومع ذلك، على الرغم من التقدم الهائل في التصوير الطبي على مدى العقود القليلة الماضية، فإن تحديد المماطلة في الشعيرات الدموية لا يزال يشكل تحديا هائلا. يعد التصوير المقطعي التوافقي البصري (OCT) حاليًا أفضل طريقة متاحة لمراقبة الشعيرات الدموية ضمن حجم صغير. ولكن هذا النهج يعاني من ضعف الدقة الزمنية، وهذا يعني أنه لا يستطيع إلا أن يلتقط الأحداث المتوقفة لفترة طويلة. كما أن تحليل البيانات التي تم جمعها عبر OCT لتحديد أحداث المماطلة يتطلب عملاً يدويًا واسع النطاق.
في دراسة حديثة نشرت في الضوئيات العصبية، سعى فريق بحثي بقيادة الدكتور جون جيبلين من جامعة بوسطن إلى معالجة هذه القضايا. باستخدام إعداد مخصص، عرض الباحثون إمكانات تقنية تسمى الفحص المجهري لشعاع بيسل ثنائي الفوتون للحصول على صور حجمية للشعيرات الدموية في الدماغ. بالإضافة إلى ذلك، اقترح الفريق نهجًا تحليليًا مبتكرًا لتحديد الأحداث المتوقفة بشكل شبه آلي.
ولكن ما هو مجهر بيسل ثنائي الفوتون؟ يستخدم المجهر ثنائي الفوتون، وهو طريقة تصوير مستخدمة على نطاق واسع، ضوء الليزر لإثارة جزيئات الفلورسنت داخل العينة. يجب أن يحدث اصطدام متزامن لفوتونين مع جزيء الفلورسنت لانبعاث الضوء، مما يمكن أن يقلل بشكل كبير من ضوضاء الخلفية. علاوة على ذلك، فإن استخدام شعاع بيسل، وهو نوع من شعاع الليزر ذو توزيع كثافة فريد يمكّنه من البقاء مركزًا في مساحة ضيقة على مسافات طويلة نسبيًا، يجعل هذه التقنية واعدة أكثر.
وبفضل هذا النهج، تمكن الباحثون من الحصول على صور واضحة لجميع الشعيرات الدموية ضمن نطاق 713 × 713 × 120 ميكرومتر.3 حجم الصوت كل ثانيتين تقريبًا. وفي هذه الصور، يمكن اكتشاف المماطلة بطريقة مباشرة من خلال التركيز على حركة خلايا الدم الحمراء، التي تظهر كظلال. إذا بقيت الخلايا في نفس الموقع داخل الشعيرات الدموية لمدة إطارين متتاليين أو أكثر، فهذا يعني أن تدفق الدم داخل الشعيرات الدموية قد توقف.
بالمقارنة مع OCT، فإن النهج المقترح باستخدام الفحص المجهري ثنائي الفوتون لشعاع Bessel يمكن أن يولد صورًا بشكل أسرع بكثير، مما يوفر دقة زمنية أفضل. ومع ذلك، فإن الكمية الأكبر من البيانات التي ينتجها هذا الإعداد أدت فقط إلى تفاقم مشكلة تحليل البيانات. وهكذا، توصل الفريق إلى طريقة لتسهيل تحديد الأحداث المتوقفة.
يعتمد إجراء التحليل المقترح على حقيقة أن الكثافة على طول الشعيرات الدموية المتوقفة في صورة ثنائية الفوتون ستبقى دون تغيير نسبيًا. نفذ الباحثون خوارزمية لحساب الارتباط بين شدة الإطار للشعيرات الدموية الفردية؛ الارتباط العالي يعني أن الشعيرات الدموية قد توقفت. من خلال تصور الارتباط المحسوب بدلاً من صورة الكثافة الأولية، وجد الباحثون أنه من الأسهل والأسرع تحديد الأحداث المتوقفة.
اختبر الفريق تقنية تحليل البيانات شبه الآلية من خلال تجارب على الجسم الحي على الفئران لاستكشاف التغيرات في المماطلة قبل وبعد السكتة الدماغية. خفضت الاستراتيجية المقترحة الوقت اللازم للتحليل إلى النصف. علاوة على ذلك، أثبت تصور ارتباط الشدة أنه أكثر موثوقية للكشف عن المماطلة من المراقبة “العمياء” للصور الأولية. على عكس أكتوبر، كانت استراتيجية التصوير هذه أيضًا قادرة على اكتشاف أحداث المماطلة القصيرة.
علاوة على ذلك، يتيح الفحص المجهري ثنائي الفوتون لشعاع بيسل تقدير قطر الأوعية الدموية بناءً على كثافة الفلورسنت. ولعرض هذه الميزة، قام الباحثون بدراسة العلاقة بين أحداث التوقف وتوسعات الشرايين، وكشفوا أن الأوعية المتضخمة يمكن أن تقلل من حالات التوقف بشكل عابر.
الضوئيات العصبية يقول المحرر المشارك جي يي، أستاذ طب العيون والهندسة الطبية الحيوية في جامعة جونز هوبكنز: “إن نتائج هذه الدراسة مجتمعة توضح قوة الفحص المجهري لشعاع بيسل ثنائي الفوتون لاستكشاف الأعمال المعقدة لنظام الدورة الدموية في الدماغ و آثارها على الصحة العصبية.” في المستقبل القريب، نأمل أن تساعد الأساليب المؤتمتة بالكامل للكشف عن المماطلة العلماء في التحقيق في أمراض الدماغ وتشخيصها وتقييم علاجها.
