Дослідження мозку Фатальні гігантські хвилі в голові - знання - Tagesspiegel Mobil
Іноді клітини мозку розряджаються масово. Вимірюючи, що ззовні могло врятувати життя. Неврологи йдуть по слідах штормів у їхніх головах.
Це був важкий день для Джеда Хартінгса з клініки нейрохірургії Університету Цинциннаті. На початку 2018 року він супроводжував 30-річного працівника будівництва, який впав з вісімнадцяти метрів у глибину. Діагноз: важка черепно-мозкова травма з внутрішньою кровотечею. Мозкова тканина надзвичайно набрякає. Щоб пацієнт не помер від зростаючого внутрішньочерепного тиску, нові хірурги відкрили йому череп для вирівнювання тиску - стандартна процедура. Вони також помістили електрод у його сіру речовину. Це повинно допомогти Гартінгу відстежити певне явище.
Катастрофа на моніторі
Хартінгс досліджує величезні хвилі розряду в мозку. На технічній англійській мові їх називають “Поширення деполяризації”, або коротше “SD”. Вони часто є провісниками пошкодження мозку. Хартінгс також спостерігав їх за юнаком. Кожні двадцять хвилин хвиля заливала його мозкову тканину і паралізувала нервові клітини. Це тривало три дні. Гартінгс насилу витримав: "Я подивився на монітор і зрозумів, що це катастрофа". Лікарі безпомічні. Потім сигнали згасають. Хартінгс бере трубку і повідомляє родичів. Він почувається нещасним. Він бачив, як смерть приходить як хвиля.
У тканині нервових клітин гігантські хвилі можуть поширюватися по колу і ритмічно повторюватися. Вони іноді є провісниками мігрені, інсульту і, перш за все, незворотного пошкодження мозкової тканини аж до смерті мозку включно. "Лише за останні роки стало зрозуміло, яке величезне значення вони мають", - говорить Єнс Драйєр, невролог з Берлінського шарі. "Ми одного разу будемо наркотизувати СД, щоб запобігти гіршим явищам, і вимірювати їх, як сьогодні вимірюємо кров'яний тиск", - вважає він.
Набряклі клітини мозку
УР має руйнівні наслідки. З ним зникає здатність захопленого району мислити. У здоровому стані нервові клітини заряджені і мають потенціал напруги -70 мілівольт. Тільки так вони можуть стріляти - і ми думаємо. З фронтом розряду потенціал руйнується до 10 мілівольт і залишається в цьому майже незарядженому стані принаймні добру хвилину. Ні мислення, ні сприйняття.
З розрядом змінюється і матеріальний баланс у клітинах. Іони калію витікають з клітин. Підштовхуються іони натрію, кальцію та хлориду. Клітини занадто солоні. Вони залучають воду і набрякають на 70 відсотків вище початкового обсягу. Виділення поширюються на сусідні клітини з ефектом доміно.
Однак через кілька хвилин нервові клітини зазвичай відновлюються. Мембранні насоси запускаються і направляють надлишки солі, щоб баланс речовин нормалізувався. Ця рятувальна операція коштує тілу багато енергії. І це не вдається так часто, як вам подобається. "Чим частіше гігантська хвиля кочує по клітинній області, тим більша ймовірність того, що клітини будуть безповоротно пошкоджені і загинуть", - говорить Драйєр.
Берлінер досліджує хвилі у пацієнтів, які перенесли субарахноїдальний крововилив в мозок під час інсульту. Судина лопається, і кров ллється між двома мозковими оболонками. Продукти розпаду крові часто провокують подальші інсульти приблизно через сім днів. Досить багато пацієнтів помирає. Інші виживають, але страждають від важких порушень.
Дрейєр знає з кількох досліджень кількох десятків пацієнтів: Особливо ризикують перенести інсульт або навіть померти ті, в мозку яких багато тривалих гігантських хвиль кружляє навколо інфаркту. У деяких пацієнтів Драйєр нарахував понад сотню. Одні поширюються за годинниковою стрілкою, інші проти. Це особливо легко для розвантажувальних фронтів у периферійній області інфаркту. Клітини вже уражені. Концентрація іонів калію збільшена, подача кисню зменшена. Рана і хвиля належать разом.
Хвилі не всі однакові. SD перед мігренню поширюється назовні по колу зі швидкістю три міліметри в хвилину в зоровій корі. Це як хвиля, яка виникає, коли камінь падає в озеро. Кожна нервова клітина реєструється лише один раз. Ця СД викликає мерехтливі, нерівні візерунки, так звану ауру, на очах пацієнта.
Електроди в голові
Хвильові фронти перед другим ударом, навпаки, завжди розповсюджуються навколо початкового фокусу, таким чином неодноразово жорстоко поводиться з тією ж тканиною. Безпосередньо перед новим ударом наростає особливо висока, повільна хвиля. Їх зміщення напруги становить 45 замість звичних 10 мілівольт. Мега-хвиля затримується в кожному місці, куди вона потрапляє, бушуючи в мозку три години і довше. "Це смертельно і настільки пошкоджує клітини, що розвивається новий інфаркт", - говорить Драйєр.
Його пацієнти часто лежать в реанімації десять днів з електродами в голові. Драйєр ловить його хвиля за хвилею. Ці записи також принесли з собою дивовижну знахідку, яку невролог оприлюднив у 2018 році: Перед смертю пацієнтів смерть оголошувала себе масивним фронтом хвилі, який охоплював все більші ділянки мозку. "Гігантські хвилі, що розширюються, виникають на порозі між життям і смертю, але самі по собі не є смертю, оскільки тканина може відновитися до певного моменту часу, якщо кровообіг і, отже, енергопостачання почнуться знову".
Довгий час до досліджень навряд чи ставились серйозно. "Навіть сьогодні доводиться пояснювати багатьом лікарям, що хвилі - це не екзотика, а повсякденне неврологічне явище", - говорить Хартінгс. «Неймовірно, як повільно часто поширюються нові знання».
Відкрито, забуто, заново відкрито
Бразилець Арістідес Леао вже відкрив хвилі в 1944 році. Він хотів зрозуміти напади епілептиків. Він з'єднав нервову тканину знеболених кроликів за допомогою стимулюючого електрода та семи свинцевих електродів. Він побачив, як розрядна хвиля поширюється зі швидкістю три міліметри в хвилину після стимуляції. Незабаром стало ясно, що їх можна знайти у всіх нервових тканинах, будь то у мишей, кроликів чи коників. Але оскільки в той час ніхто не міг його виявити в мозку людини, про знання забули.
На початку нового тисячоліття це змінилося, частково тому, що швейцарський невролог Нучін Хаджихані мав нетрадиційну ідею. У її команді в Гарвардській медичній школі в Бостоні є хворий на мігрень, якого надійно мучать напади після напруженої гри в баскетбол. Вони оголошують себе яскраво вираженою аурою. "Тож ми поїхали до місця біля інституту і грали, поки він не помітив провісників, потім ми всі побігли на МРТ і просканували його", - говорить Хаджихані. Під час сканування мозку вона побачила величезну хвилю, яка повільно просувалася вперед від заднього полюса мозку.
Хвилі деполяризації вимірюють як артеріальний тиск
Зараз Хартінгс і Драйєр працюють над методом виявлення хвиль у верхній частині черепа. Тоді вони могли реєструвати СД не лише у відділеннях інтенсивної терапії, але у кожної хворої та здорової людини. Однак поки що на ці сигнали накладається нормальне випалювання клітин мозку, які, як правило, обмежуються невеликими ділянками, коли електроди прикріплені до шкіри голови. Хартінгс вважає, що лише комп’ютерна програма може відфільтрувати цю халепу сигналів.
докладніше на цю тему
Еволюція та розвиток мозку Мутації збільшили мозок людини
Зрештою, мета - знайти ліки, щоб зупинити хвилю в голові. "Було б дійсно чудово, якби я не лише записував хвилі, але й використовував дані, щоб щось робити для хворих", - говорить Хартінгс.