Role of Arterial Spin Labelling (ASL) Magnetic Resonance Imaging and Magnetic Resonance Spectroscopy (MRS) in Alzheimer’s disease and frontotemporal dementia

لوحة تحكم الدماغ الخفية

تخيل دماغك كمدينة صاخبة وعالية التقنية. في المدينة السليمة، تكون الشوارع واسعة، والمباني متينة، وحركة المرور تسير بسلاسة. ولكن أحيانًا، تبدأ المدينة في التدهور. يمكن أن يحدث نوعان مختلفان تمامًا من التدهور: أحدهما حيث تفشل شبكة طاقة المدينة ببطء في المناطق السكنية والتجارية، والآخر حيث يتم إغلاق المركز الإداري والطريق السريع الرئيسي أولاً. في العالم الطبي، يُطلق على هذين النوعين اسم مرض ألزهايمر (AD) وخرف الجبهي الصدغي (FTD).

لفترة طويلة، حاول الأطباء التمييز بين هذين المرضين من خلال النظر إلى "مخططات" المدينة — صور الرنين المغناطيسي القياسية التي تُظهر ما إذا كانت المباني (أنسجة الدماغ) قد تداعت. ولكن تكمن المشكلة هنا: في المراحل المبكرة من المرض، غالبًا ما تبدو المباني سليمة. التدهور يحدث في الأشياء غير المرئية أولاً: تدفق حركة المرور (تدفق الدم) وإمدادات الطاقة (التمثيل الغذائي). الأمر يشبه مدينة حيث تومض الأضواء وتتعثر محطات الطاقة قبل وقت طويل من بدء انهيار ناطحات السحاب.

لرؤية هذه التغييرات غير المرئية، يستخدم العلماء أداتين خاصتين. الأولى هي وسم التروية الشريانية (ASL). فكر في هذا ككاميرا سحرية تلون الدم في شرايينك بصبغة مؤقتة وغير مرئية. إنها لا تستخدم أي مواد مشعة حقيقية؛ بل تستخدم المغناطيس فقط لوسم الماء في دمك. عندما تلتقط الكاميرا صورة، يمكنها رؤية كمية الدم المتدفقة بالضبط إلى أحياء مختلفة. الأداة الثانية هي مطيافية الرنين المغ مغناطيسي (MRS). إذا كان الـ ASL هو كاميرا مراقبة المرور، فإن الـ MRS هو متذوق كيميائي. فهو لا يلتقط صورة لشكل الدماغ؛ بل يحلل "حساء" المواد الكيميائية داخل خلايا الدماغ ليرى ما إذا كان العمال (الأعصاب) بصحة جيدة أم أن فرق البناء (الخلاي الخلايا الدبقية) في حالة ذعر.

لماذا يهم هذا؟ لأن اكتشاف هذه الأمراض مبكرًا يشبه رصد حريق قبل انهيار السقف. إذا استطاع الأطباء التمييز بين هذين النوعين من الخرف في وقت مبكر، فيمكنهم علاج المريض بشكل أفضل ومساعدته على عيش أفضل حياة ممكنة. ولكن حتى الآن، كان من الصعب رؤية علامات التحذير المبكرة هذه دون فحوصات باهظة الثمن وتحتوي على إشعاع. وهذا يقودنا إلى قصة دراسة جديدة حاولت استخدام هاتين الأداتين السحريتين لحل اللغز.

العمل الاستقصائي: رسم خرائط أعطال المدينة

قرر فريق من الباحثين من مستشفى غوفيند بالابهانت بانت في نيودلهي لعب دور المحقق. لقد جمعوا 45 شخصًا: 15 مصابًا بألزهايمر، و15 مصابًا بالخرف الجبهي الصدغي، و15 متطوعًا أصحاء كانوا هناك فقط لإظهار كيف تبدو "المدينة الطبيعية". وضعوا الجميع في جهاز رنين مغناطيسي بقوة 3 تسلا (مغناطيس قوي جدًا) واستخدموا أدوات ASL و MRS لإلقاء نظرة تحت غطاء محرك أدمغتهم.

تقرير حركة المرور (نتائج ASL)
نظر الباحثون في خرائط تدفق الدم لمعرفة أين تعطلت حركة المرور. ووجدوا أن المرضين يسدان أجزاء مختلفة من المدينة.

• الخرف الجبهي الصدغي (FTD): في هؤلاء المرضى، كانت حركة المرور متعطلة بشدة في مقدمة الدماغ (الفصوص الجبهية) والجزء الأمامي من المركز الرئيسي (التلفيف الحزامي الأمامي). كان الأمر كما لو أن مكتب المدينة الرئيسي والمدخل الأمامي يعانيان من اختناق مروري. وجدت الدراسة أنه إذا انخفض تدفق الدم في هذا المركز الأمامي عن 31.91 مل/100 جم/دقيقة، فقد كان ذلك علامة قوية على FTD.
• ألزهايمر (AD): في المقابل، كان لدى مرضى ألزهايمر اختناقات مرورية في خلفية الدماغ (الفصوص الجدارية والصدغية) والجزء الخلفي من المركز الرئيسي (التلفيف الحزامي الخلفي). كان الأمر كما لو أن المناطق السكنية والتجارية في الجزء الخلفي من المدينة قد انقطعت عنها السبل. إذا انخفض تدفق الدم في هذا المركز الخلفي عن 38.29 مل/100 جم/دقيقة، فقد أشار ذلك إلى ألزهايمر.

الجزء المذهل؟ ظهرت هذه الاختناقات المرورية حتى عندما لم تكن المباني (أنسجة الدماغ) قد تداعت كثيرًا بعد. حسب الباحثون أن النظر في المركز الأمامي يمكن أن يرصد FTD بشكل صحيح بنسبة 86.6% تقريبًا، وأن النظر في المركز الخلفي يمكن أن يرصد ألزهايمر بشكل صحيح بنسبة 86.6% تقريبًا.

اختبار التذوق الكيميائي (نتائج MRS)
بعد ذلك، استخدم الفريق الماسح الكيميائي لتذوق "حساء الدماغ". كانوا يبحثون عن مكونين محددين: NAA (علامة على الأعصاب السليمة والفعالة) و mI (علامة على الخلايا الداعمة المجهدة أو المفرطة النشاط). أرادوا معرفة نسبة العمال الأصحاء إلى المساعدين المجهدين.

• في FTD: عندما تذوقوا الحساء من المركز الأمامي، كانت نسبة العمال الأصحاء إلى المساعدين المجهدين منخفضة جدًا. كان الأمر يشبه مصنعًا تعطلت فيه الآلات وبدأ طاقم الإصلاح يعمل بجنون. كانت هذه النسبة المنخفضة إشارة قوية جدًا لمرض FTD.
• في ألزهايمر: ظهرت نفس النسبة المنخفضة في المركز الخلفي عند مقارنتها بالأشخاص الأصحاء. ومع ذلك، عندما حاول الباحثون استخدام هذا التوقيع الكيميائي المحدد في المركز الخلفي للتمييز بين ألزهايمر و FTD، كانت النتائج مختلطة. كانت الأنماط الكيميائية في المركز الخلفي متشابهة بما يكفي بين المرضين بحيث لم يستطع هذا الاختبار المحدد التمييز بينهما بشكل موثوق بمفرده.

وجدت الدراسة أن النسبة الكيميائية في المركز الأمامي كانت مؤشرًا قويًا جدًا لمرض FTD، مما ساعد في تمييزه عن ألزهايمر بنسبة نجاح عالية. ومع ذلك، لم يكن التوقيع الكيميائي في الجزء الخلفي من الدماغ بصمة فريدة لألزهايمر لأنه بدا مشابهًا جدًا للنمط المشاهد في FTD. وهذا يعني أنه بينما تعد هذه الأدوات ممتازة في رصد النمط المسبب للمشاكل، إلا أنها ليست مثالية عند استخدامها بمفردها للتمييز بين المرضين في كل حالة.

ماذا تقول الدراسة (وما لا تقوله)

خلص الباحثون إلى أن استخدام هاتين الأداتين معًا يشبه امتلاك كشاف ضوئي فائق القوة. فهو يسلط الضوء على أنماط المشاكل المحددة التي غالبًا ما تخطئها فحوصات الرنين المغناطيسي القياسية في المراحل المبكرة. وجدوا أن FTD هو مشكلة "مقدمة الدماغ"، بينما ألزهايمر هو مشكلة "خلفية الدماغ"، وكلاهما يظهر في تكوين الدم والمكونات الكيميائية قبل أن ينكمش الدماغ بشكل مرئي.

ومع ذلك، فإن الورقة البحثية حذرة من القول بأن هذا هو علاج سحري لكل شيء. يقترح المؤلفون أنه بينما تعد هذه الأدوات رائعة للتمييز بين مريض الخرف والشخص السليم، وهي جيدة جدًا في رصد نمط المرض، إلا أنها ليست مثالية عند استخدامها بمفردها للتمييز بين النوعين من المرض في كل حالة على حدة. لا يزال هناك بعض التداخل. تشير الدراسة إلى أن أفضل طريقة لاستخدام هذه المعلومات هي دمجها مع أعراض المريض، ودرجات اختبار الذاكرة لديه، وصور الرنين المغناطيسي القياسية.

باختاً، تُظهر هذه الدراسة أنه من خلال النظر في كيفية تدفق الدم والمواد الكيميائية الموجودة، يمكن للأطباء الحصول على صورة أوضح وأبكر لما يحدث في مدينة الدماغ. إنه ليس حلاً نهائياً، ولكنه خريطة واعدة للغاية للتنقل في الطرق المعقدة لتشخيص الخرف.