Мозъчни изследвания Фатални гигантски вълни в главата - знание - Tagesspiegel Mobil
Понякога мозъчните клетки се освобождават масово. Измерването на това отвън може да спаси животи. Невролозите са по следите на бурите в главите им.
Беше труден ден за Джед Хартингс от клиниката по неврохирургия в Университета в Синсинати. В началото на 2018 г. той придружава 30-годишен строителен работник, паднал от осемнадесет метра в дълбочина. Диагноза: тежка черепно-мозъчна травма с вътрешно кървене. Мозъчната тъкан набъбва изключително много. За да не умре пациентът от нарастващото вътречерепно налягане, нови хирурзи отвориха черепа му, за да изравнят налягането, стандартна процедура. Поставили са и електрод в сивото му вещество. Това трябва да помогне на Хартингс да проследи конкретно явление.
Катастрофата на монитора
Хартингс изследва огромни вълни на разтоварване в мозъка. Те се наричат „Разпространение на деполяризация“ на технически английски или накратко „SD“. Те често са предвестници на мозъчно увреждане. Хартингс също ги наблюдава върху младия мъж. На всеки двадесет минути вълна заливаше мозъчната му тъкан и парализираше нервните клетки. Това продължи три дни. Хартингс трудно издържа: „Погледнах монитора и знаех, че това е катастрофа.“ Лекарите са безпомощни. Тогава сигналите изгасват. Хартингс вдига телефона и информира роднините. Чувства се нещастен. Той видя смъртта да идва като вълна.
В тъканите на нервните клетки гигантските вълни могат да се разпространяват в кръг и да се повтарят ритмично. Те понякога са предвестници на мигрена, инсулт и най-вече на необратимо увреждане на мозъчната тъкан до мозъчна смърт включително. „Едва през последните няколко години стана ясно колко огромно значение имат те“, казва Йенс Драйер, невролог в Берлинския харите. „Един ден ще лекуваме SD, за да предотвратим по-лошо и ще ги измерим как измерваме кръвното налягане днес“, смята той.
Подути мозъчни клетки
SD има опустошителни последици. С него изчезва способността на заловения район да мисли. В здраво състояние нервните клетки се зареждат и имат потенциал на напрежение -70 миливолта. Това е единственият начин, по който могат да стрелят - и ние мислим. С изпускателния фронт потенциалът се срива до 10 миливолта и остава в това почти незаредено състояние поне добра минута. Без мислене, без възприемане.
С изхвърлянето се променя и материалният баланс в клетките. Калиевите йони изтичат от клетките. Натриевите, калциевите и хлоридните йони се натискат. Клетките са твърде солени. Те изтеглят вода и набъбват 70 процента над първоначалния си обем. Разрядът се разпространява в съседните клетки с домино ефект.
След няколко минути обаче нервните клетки обикновено се регенерират отново. Мембранните помпи се стартират и канализират излишната сол, така че балансът на веществото да се нормализира. Тази спасителна операция струва на тялото много енергия. И не успява толкова често, колкото искате. "Колкото по-често гигантска вълна броди през клетъчна област, толкова по-вероятно е клетките да бъдат необратимо повредени и да умрат", казва Драйер.
Berliner изследва вълните при пациенти, които са претърпели субарахноидален кръвоизлив в мозъка по време на инсулт. Съд се пука и кръвта се излива между две мозъчни обвивки. Продуктите на разграждането на кръвта често провокират допълнителни инсулти след около седем дни. Умират немалко пациенти. Други оцеляват, но страдат от тежки увреждания.
Драйер знае от няколко проучвания върху няколко десетки пациенти: Особено изложени на риск да получат нов инсулт или дори да умрат са онези, в чиито мозъци много и дълготрайни гигантски вълни обикалят около инфаркта. При някои пациенти Драйер брои над сто. Някои се разпространяват по посока на часовниковата стрелка, други - обратно на часовниковата стрелка. Особено лесно е за изпускателните фронтове в периферната област на инфаркта. Клетките вече са засегнати. Концентрацията на калиеви йони се увеличава, подаването на кислород се намалява. Раната и вълната принадлежат заедно.
Вълните не са еднакви. SD преди мигрена се разпространява навън в кръг с три милиметра в минута в зрителната кора. Това е като вълната, която възниква, когато камък падне в езеро. Всяка нервна клетка се записва само веднъж. Това SD причинява блестящи, назъбени шарки, така наречената аура, пред очите на пациента.
Електроди в главата
Вълновите фронтове преди втори удар, от друга страна, винаги се разпространяват около първоначалния фокус, като по този начин многократно малтретират една и съща тъкан. Особено висока, бавна вълна се натрупва непосредствено преди новия удар. Тяхното изместване на напрежението е 45 вместо обичайните 10 миливолта. Мега вълната се задържа на всяко място, до което стигне, така че бушува в мозъка три часа и повече. „Това е фатално и уврежда клетките толкова много, че се развива нов инфаркт“, казва Драйер.
Пациентите му често лежат в реанимация десет дни с електродите в главите. Драйер го хваща вълна след вълна. Тези записи донесоха със себе си и изненадваща констатация, която неврологът направи публично достояние през 2018 г.: Преди смъртта на пациентите смъртта се предвещаваше с масивен фронт на вълната, който обхващаше все по-големи области на мозъка. "Разширяващите се гигантски вълни се появяват на прага между живота и смъртта, но сами по себе си не са смърт, тъй като тъканта може да се възстанови до определен момент от времето, ако кръвообращението и по този начин енергийното снабдяване започне отново."
Дълго време изследванията едва ли бяха приемани на сериозно. „Дори днес трябва да обяснявате на много лекари, че вълните не са екзотика, а ежедневен неврологичен феномен“, казва Хартингс. „Невероятно е колко бавно често се разпространяват новите знания“.
Открити, забравени, преоткрити
Бразилецът Аристидес Леао вече е открил вълните през 1944 година. Искаше да разбере припадъците при епилептиците. Той свързва нервната тъкан на анестезирани зайци със стимулационен електрод и седем оловни електроди. Той видя как разрядната вълна се разпространява с три милиметра в минута след стимулация. Скоро стана ясно, че те могат да бъдат намерени във всички нервни тъкани, независимо дали при мишки, зайци или скакалци. Но тъй като по това време никой не можеше да го открие в човешкия мозък, знанията бяха забравени.
В началото на новото хилядолетие това се промени, отчасти защото швейцарският невролог Нушине Хаджихани имаше нестандартна идея. В нейния екип в Харвардското медицинско училище в Бостън има страдащ от мигрена, който е надеждно измъчван от атаките след интензивна баскетболна игра. Те се обявяват с изразена аура. „И така, отидохме на място в близост до института и играхме, докато той забеляза предвестниците, след това всички хукнахме към ЯМР и го сканирахме“, казва Хаджихани. При сканирането на мозъка тя видя огромна вълна, бавно изтласкваща се от задния полюс на мозъка.
Деполяризационните вълни се измерват като кръвно налягане
Хартингс и Драйер сега работят по метод за откриване на вълните през черепната капачка. Тогава те могат да записват SD не само в отделенията за интензивно лечение, но и във всеки болен и здрав човек. Досега обаче нормалното изстрелване на мозъчните клетки е било насложено върху тези сигнали, които са ограничени най-вече до малки участъци, когато електродите са прикрепени към скалпа. Хартингс вярва, че само компютърна програма може да филтрира тази бъркотия от сигнали.
повече по темата
Еволюция и развитие на мозъка Мутациите разшириха човешкия мозък
Крайната цел е да се намерят лекарства, които да спрат вълната в главата. „Би било наистина страхотно, ако не само записвам вълни, но и използвам данните, за да направя нещо за болните“, казва Хартингс.