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

मस्तिष्क का छिपा हुआ डैशबोर्ड

कल्पना कीजिए कि आपका मस्तिष्क एक हलचल भरा, उच्च-तकनीकी शहर है। एक स्वस्थ शहर में, सड़कें चौड़ी होती हैं, इमारतें मजबूत होती हैं, और यातायात सुचारू रूप से चलता है। लेकिन कभी-कभी, शहर का क्षय होने लगता है। दो बहुत अलग तरह के क्षय हो सकते हैं: एक जहाँ शहर का पावर ग्रिड आवासीय और शॉपिंग जिलों में धीरे-धीरे विफल हो जाता है, और दूसरा जहाँ शहर का प्रशासनिक केंद्र और मुख्य राजमार्ग सबसे पहले बाधित हो जाता है। चिकित्सा जगत में, इन्हें अल्जाइमर रोग (AD) और फ्रंटो टेम्पोरल डिमेंशिया (FTD) कहा जाता है।

लंबे समय से, डॉक्टर इन दोनों के बीच अंतर करने के लिए शहर के "ब्लूप्रिंट" को देखने की कोशिश कर रहे हैं—मानक एमआरआई (MRI) स्कैन जो दिखाते हैं कि क्या इमारतें (मस्तिष्क ऊतक) ढह गई हैं। लेकिन समस्या यह है: बीमारी के शुरुआती चरणों में, इमारतें अक्सर ठीक दिखती हैं। क्षय अदृश्य चीजों में पहले हो रहा होता है: यातायात प्रवाह (रक्त प्रवाह) और ऊर्जा आपूर्ति (चयापचय)। यह एक ऐसे शहर की तरह है जहाँ गगनचुंबी इमारतों के गिरने से बहुत पहले ही लाइटें टिमटिमा रही हैं और पावर प्लांट लड़खड़ा रहे हैं।

इन अदृश्य परिवर्तनों को देखने के लिए, वैज्ञानिक दो विशेष उपकरणों का उपयोग करते हैं। पहला है आर्टेरियल स्पिन लेबलिंग (ASL)। इसे एक जादुई कैमरे के रूप में सोचें जो आपकी धमनियों के रक्त को एक अस्थायी, अदृश्य डाई से रंग देता है। यह किसी भी वास्तविक रेडियोधर्मी पदार्थ का उपयोग नहीं करता है; यह केवल आपके रक्त में पानी को टैग करने के लिए चुंबकों का उपयोग करता है। जब कैमरा फोटो लेता है, तो वह देख सकता है कि विभिन्न मोहल्लों में कितना रक्त बह रहा है। दूसरा उपकरण है मैग्नेटिक रेजोनेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी (MRS)। यदि ASL एक ट्रैफिक कैमरा है, तो MRS एक रासायनिक स्वाद-परीक्षक (chemical taste-tester) है। यह मस्तिष्क के आकार की तस्वीर नहीं लेता है; इसके बजाय, यह मस्तिष्क कोशिकाओं के भीतर रसायनों के "सूप" का विश्लेषण करता है ताकि यह देखा जा सके कि कार्यकर्ता (न्यूरॉन्स) स्वस्थ हैं या निर्माण दल (ग्लाियल कोशिकाएं) घबराए हुए हैं।

यह क्यों मायने रखता है? क्योंकि इन बीमारियों को जल्दी पकड़ना छत ढहने से पहले आग को पहचानने जैसा है। यदि डॉक्टर शुरुआती चरणों में इन दोनों प्रकार के डिमेंशिया के बीच अंतर कर सकते हैं, तो वे रोगी का बेहतर इलाज कर सकते हैं और उन्हें अपना सर्वश्रेष्ठ जीवन जीने में मदद कर सकते हैं। लेकिन अब तक, महंगे और रेडिएशन-भारी स्कैन के बिना इन शुरुआती चेतावनी संकेतों को देखना कठिन रहा है। यह एक नए अध्ययन की कहानी की ओर ले जाता है जिसने इन दो जादुई उपकरणों का उपयोग करके इस रहस्य को सुलझाने की कोशिश की।

जासूसी कार्य: शहर की गड़बड़ियों का मानचित्रण

नई दिल्ली के गोविंद वल्लभ पंत अस्पताल के शोधकर्ताओं की एक टीम ने जासूस बनने का निर्णय लिया। उन्होंने 45 लोगों को इकट्ठा किया: 15 अल्जाइमर के साथ, 15 फ्रंटो टेम्पोरल डिमेंशिया के साथ, और 15 स्वस्थ स्वयंसेवक जो केवल यह दिखाने के लिए वहां थे कि एक "सामान्य" शहर कैसा दिखता है। उन्होंने सभी को एक शक्तिशाली 3-टेस्ला एमआरआई मशीन (एक बहुत शक्तिशाली चुंबक) में रखा और उनके मस्तिष्क के नीचे झांकने के लिए ASL और MRS उपकरणों का उपयोग किया।

ट्रैफिक रिपोर्ट (ASL निष्कर्ष)
शोधकर्ताओं ने रक्त प्रवाह मानचित्रों को देखा ताकि यह पता लगाया जा सके कि यातायात कहाँ जाम है। उन्होंने पाया कि दोनों बीमारियाँ शहर के अलग-अलग हिस्सों को अवरुद्ध करती हैं।

• फ्रंटो टेम्पोरल डिमेंशिया (FTD): इन रोगियों में, यातायात मस्तिष्क के अगले हिस्से (फ्रंटल लोब) और केंद्रीय केंद्र के अगले भाग (एंटीरियर सिंगुलेट गाइरस) में गंभीर रूप से फंसा हुआ था। यह ऐसा था जैसे शहर का मुख्य कार्यालय और सामने का प्रवेश द्वार जाम हो गया हो। अध्ययन में पाया गया कि यदि इस सामने के केंद्र में रक्त प्रवाह 31.91 मिली/100 ग्राम/मिनट से नीचे गिर जाता है, तो यह FTD का एक मजबूत संकेत था।
• अल्जाइमर (AD): इसके विपरीत, अल्जाइमर के रोगियों में यातायात जाम मस्तिष्क के पिछले हिस्से (पैरिएटल और टेम्पोरल लोब) और केंद्रीय केंद्र के पिछले भाग (पोस्टीरियर सिंगुलेट गाइरस) में था। यह ऐसा था मानो शहर के पीछे के आवासीय और शॉपिंग जिले कट गए हों। यदि इस पिछले केंद्र में रक्त प्रवाह 38.29 मिली/100 ग्राम/मिनट से नीचे गिर जाता है, तो यह अल्जाइमर की ओर इशारा करता था।

खास बात क्या है? ये ट्रैफिक जाम तब भी दिखाई दिए जब इमारतें (मस्तिष्क ऊतक) अभी तक बहुत अधिक नहीं ढही थीं। शोधकर्ताओं ने गणना की कि सामने के केंद्र को देखने से FTD को लगभग 86.6% बार सही ढंग से पहचाना जा सकता था, और पीछे के केंद्र को देखने से अल्जाइमर को लगभग 86.6% बार सही ढंग से पहचाना जा सकता था।

रासायनिक स्वाद-परीक्षण (MRS निष्कर्ष)
इसके बाद, टीम ने मस्तिष्क के सूप का स्वाद लेने के लिए रासायनिक स्कैनर का उपयोग किया। वे दो विशिष्ट सामग्रियों की तलाश कर रहे थे: NAA (स्वस्थ, काम करने वाले न्यूरॉन्स का संकेत) और mI (तनावग्रस्त, अत्यधिक सक्रिय सहायता कोशिकाओं का संकेत)। वे स्वस्थ श्रमिकों और तनावग्रस्त सहायकों के अनुपात को देखना चाहते थे।

• FTD में: जब उन्होंने सामने के केंद्र से सूप का स्वाद लिया, तो स्वस्थ श्रमिकों और तनावग्रस्त सहायकों का अनुपात बहुत कम था। यह एक ऐसी फैक्ट्री की तरह था जहाँ मशीनें टूटी हुई थीं और मरम्मत दल अनियंत्रित रूप से दौड़ रहा था। यह कम अनुपात FTD के लिए एक बहुत मजबूत संकेत था।
• अल्जाइमर में: स्वस्थ लोगों की तुलना में पिछले केंद्र में भी यही कम अनुपात दिखाई दिया। हालाँकि, जब शोधकर्ताओं ने अल्जाइमर को FTD से अलग करने के लिए इस विशिष्ट रासायनिक हस्ताक्षर का उपयोग पीछे के केंद्र में किया, तो परिणाम मिले-जुले रहे। पीछे के केंद्र में रासायनिक पैटर्न दोनों बीमारियों के बीच इतने समान थे कि यह विशिष्ट परीक्षण अकेले एक दूसरे को विश्वसनीय रूप से अलग नहीं कर सका।

अध्ययन में पाया गया कि सामने के केंद्र में रासायनिक अनुपात FTD के लिए एक बहुत मजबूत संकेतक था, जो इसे अल्जाइमर से उच्च सफलता दर के साथ अलग करने में मदद करता था। हालाँकि, पीछे के मस्तिष्क में रासायनिक हस्ताक्षर अल्जाइमर के लिए एक अद्वितीय फिंगरप्रिंट नहीं था क्योंकि यह FTD में देखे गए पैटर्न के समान ही था। इसका अर्थ है कि हालांकि ये उपकरण समस्या के पैटर्न को पहचानने में उत्कृष्ट हैं, लेकिन वे अकेले हर मामले में दोनों बीमारियों के बीच अंतर करने के लिए पूर्ण नहीं हैं।

अध्ययन क्या कहता है (और क्या नहीं कहता)

शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि इन दो उपकरणों का एक साथ उपयोग करना एक सुपर-पावरफुल टॉर्च होने जैसा है। यह उन विशिष्ट समस्याओं के पैटर्न पर रोशनी डालता है जिन्हें मानक एमआरआई स्कैन अक्सर शुरुआती चरणों में मिस कर देते हैं। उन्होंने पाया कि FTD मस्तिष्क के "सामने का" समस्या है, जबकि अल्जाइमर "पीछे का" समस्या है, और दोनों ही मस्तिष्क के सिकुड़ने से पहले रक्त प्रवाह और रासायनिक संरचना में दिखाई देते हैं।

हालाँकि, पेपर इस बात के लिए सावधान है कि यह इसे जादुई इलाज नहीं कहता है। लेखक सुझाव देते हैं कि जबकि ये उपकरण एक डिमेंशिया रोगी को स्वस्थ व्यक्ति से अलग करने में बहुत अच्छे हैं, और वे बीमारी के पैटर्न को पहचानने में बहुत अच्छे हैं, वे अकेले दोनों बीमारियों के बीच अंतर करने के लिए हर मामले में पूर्ण नहीं हैं। अभी भी कुछ ओवरलैप है। अध्ययन सुझाव देता है कि इस जानकारी का उपयोग करने का सबसे अच्छा तरीका इसे रोगी के लक्षणों, उनके स्मृति परीक्षण स्कोर और मानक एमआरआई चित्रों के साथ जोड़ना है।

संक्षेप में, यह अध्ययन दिखाता है कि रक्त प्रवाह और मौजूद रसायनों को देखकर, डॉक्टर मस्तिष्क के शहर में क्या गलत हो रहा है, इसकी बहुत स्पष्ट, प्रारंभिक तस्वीर प्राप्त कर सकते हैं। यह कोई अंतिम समाधान नहीं है, लेकिन यह डिमेंशिया निदान के कठिन रास्तों पर चलने के लिए एक बहुत ही आशाजनक नया मानचित्र है।