Přístroje pro funkční magnetickou rezonanci využívají výzkumníci z Masarykovy univerzity 25 let. Na počátku stála spolupráce lidí z Fakultní nemocnice sv. Anny a Lékařské fakulty. Už deset let pak mají vědci k dispozici laboratoř v CEITEC Masarykovy unverzity.
Funkční magnetická rezonance (fMRI) slouží k neinvazivnímu zobrazování mozku i celého těla. Umí zmapovat odezvy mozku na vnější i vnitřní podněty a neurovědci se s její pomoci snaží například pochopit příčiny některých nemocí a najít možnosti jejich včasnější diagnostiky. Využití má ale i v psychologii, ekonomii nebo třeba informatice, tedy tam, kde chtějí odborníci vědět, jak vlastně lidský mozek funguje.
„V Brně jsou začátky výzkumu mozku za pomoci této metody úzce spojeny s Fakultní nemocnicí u svaté Anny (FNUSA). Byl to diagnostický přístroj na tamní Klinice zobrazovacích metod, kde první výzkumné studie probíhaly. Přístroj se v krátkých pauzách mezi klinickými vyšetřeními a s přispěním celé generace biomedicinských inženýrů 1. neurologické kliniky podařilo připravit ke snímání takzvaného BOLD signálu, jenž byl následně přetaven do numerických a obrazových dat. Pokročilé zpracování MR signálu se již dělo na pracovištích 1. neurologické kliniky FNUSA, Lékařské fakulty MU a Psychiatrické kliniky Fakultní nemocnice Brno,” zavzpomínal na začátky funkčního zobrazování v Brně současný přednosta 1. neurologické kliniky Milan Brázdil.
Výzkumníci to v začátcích neměli snadné. V nemocnici měl samozřejmě vždy přednost pacient a mnohdy se tak nepodařilo vyšetřit zdravé dobrovolníky přizvané do projektů. „První výzkumy směřovaly především k zavedení metody funkční magnetické rezonance do klinické medicíny. Šlo například o mapování funkčně významných oblastí mozku pro zvýšení bezpečnosti operačních výkonů na mozku či pro potřeby epileptochirurgického programu. Paralelně však probíhal například výzkum pozornosti, emočních funkcí nebo vědomí,” doplnil Brázdil.
MRI vyšetření je v současnosti podle Brázdila v rámci praktické neurologické diagnostiky onemocnění mozku už nezastupitelné. „Na významu stále nabývá i funkční MR, na našem pracovišti využívaná například k předoperačnímu vyšetření paměti u pacientů s epilepsií, s cílem určit případné riziko pooperační poruchy paměti.“
Laboratoř MAFIL
U začátků využití fMRI stál na Masarykově univerzitě neurolog Ivan Rektor, který byl jako prorektor Masarykovy univerzity (MU) také u zrodu institutu CEITEC a zasadil se v jeho rámci o zaměření na neurovědní výzkum a vznik speciální laboratoře. Laboratoř multimodálního a funkčního zobrazování neboli MAFIL provedla první měření v rezonanci v únoru roku 2015. „Ve fakultní nemocnici byl k dispozici přístroj s intenzitou magnetického pole 1,5 tesla (T). My jsme začali měřit na dvou přístrojích s intenzitou pole 3T, které jsou pro výzkum vhodnější,” uvedl vedoucí laboratoře MAFIL Michal Mikl.
Sdílená laboratoř se za dekádu své existence vypracovala na jedno z nejmodernějších pracovišť v Česku. Využívají ji neurovědci, onkologové, ale i výzkumníci z dalších oborů včetně odborníků ze zahraničí. Milan Brázdil zdůraznil, že s otevřením laboratoře MAFIL začala kvalitativně odlišná fáze neurovědního výzkumu s využitím fMRI. Laboratoř už pomohla například s výzkumem spánkové deprivace, s hledáním časných biomarkerů Alzheimerovy choroby, s tím, jak mozek hodnotí důvěryhodnost a atraktivitu webových stránek nebo s výzkumem toho, zda se extrémní stres přenáší mezi generacemi.
Boom neurovědního výzkumu
MAFIL nabízí vědcům špičkové vybavení a odborné znalosti a je otevřený všem zájemcům. Výzkumníci mohou využít dvě magnetické rezonance, EEG systémy pro záznam elektrické aktivity mozku nebo vybavení pro magnetickou i elektrickou neinvazivní stimulaci mozku.
Začátky ale neměla laboratoř jednoduché. Instalace přístrojů pro MRI se musela téměř o rok odložit. „Za zpožděním stálo zpochybnění ceny přístrojů. Nákup jsme sice obhájili, ale museli jsme kvůli zdržení odříct jeden mezinárodní projekt a několik dalších měření se výrazně zpozdilo,” připomněl Mikl.
První měření se tak v laboratoři uskutečnilo v únoru roku 2015. „Už na podzim toho roku jsme realizovali více než desetinásobek měření proti tomu, co bylo dříve možné na přístroji v nemocnici,“ podotkl Mikl. Za první rok využívání naměřily obě magnetické rezonance dohromady přes dva tisíce hodin. Aktuálně je jejich vytížení na úrovni 2500 hodin ročně.
Rezonujeme spolu
Výzkumníci mohou v laboratoři využívat celou řadu přístrojů nejen samostatně, ale i v kombinaci. Například EEG se dá použít přímo při měření v magnetické rezonanci. „V rezonanci je vidět odezva na podnět se zpožděním asi pěti sekund a ještě nějakou dobu doznívá. Rezonance tedy neumí odlišit události, které následují krátce po sobě, například epileptické výboje. EEG naopak zachycuje procesy v mozku velmi rychle. Kombinace obou technik pak umožňuje zjistit, kterou konkrétní část mozku epilepsie postihla,“ přiblížil Mikl možné využití kompatibilních přístrojů. Podobně lze využít při měření ve fMRI také přístroje na sledování pohybu očí, promítání videa včetně 3D snímků nebo audio systém.
MAFIL nabízí i možnost paralelního měření, kdy odborníci propojili obě rezonance, a vědci tak mohou zjišťovat reakce mozku i ve chvíli, kdy lidé reagují na sebe navzájem. „Takzvaný hyperscanning jsme využili například v projektu, kdy jsme sledovali reakce lidí ve vyjednávací hře o rozdělování peněz. Hráči vědí, že svým rozhodnutí ovlivní chování druhého člověka a snaží se odhadovat jeho reakce,” přiblížil vedoucí laboratoře.
Narozeninový dar
Desetileté výročí prvních měření za pomoci fMRI oslavil MAFIL prakticky – pořízením nového přístroje. Je to nejmodernější rezonance s intenzitou magnetického pole 3T a umožňuje vyšší rozlišení a rychlejší měření. Nový přístroj je obměnou jednoho z původních. „Zachovali jsme kostru přístroje, která generuje základní magnetické pole a má delší životnost. Vše ostatní jsme vyměnili,“ dodal Mikl s tím, že přístroj nové generace zvládne další výzkumné výzvy.
Autorka: Eva Marušáková
Zdroj: Masarykova univerzita
- Autor článku: ne
- Zdroj: Masarykova univerzita
