Фото: sfam_photo/FOTODOM/Shutterstock
Ученые сделали неожиданное открытие: головной мозг пациентов с выраженными двигательными нарушениями после инсульта получает способность к реорганизации, при которой его неповрежденные участки приобретают структурные характеристики, типичные для более молодого возраста. В ходе исследования специалисты из восьми стран мира провели анализ МРТ-снимков головного мозга более 500 человек, перенесших инсульт.
С помощью моделей глубокого обучения, созданных на основе десятков тысяч МРТ-снимков, исследователи определили «возраст» различных областей головного мозга в каждом полушарии. Это позволило определить, как инсульт воздействует на структуру тканей и последующее восстановление.
Как отмечает соавтор исследования Хосунг Ким из Университета Калифорнии (США), «более крупные повреждения ускоряют старение пострадавшего полушария, при этом противоположная сторона приобретает структуру, характерную для более молодого возраста».
Ученые полагают, что такая перестройка отражает адаптационный механизм, включающий восстановление неповрежденных сетей для компенсации утраченных функций.
Для прогнозирования биологического возраста 18 участков головного мозга по данным МРТ исследователи применяли особый тип нейронной сети — графовую сверточную нейронную сеть. Разница между прогнозируемым возрастом головного мозга и хронологическим возрастом человека (brain-PAD) выступала чувствительным маркером здоровья нервной системы.
Когда ученые сопоставили полученные результаты с показателями двигательной активности, они обнаружили поразительную закономерность: даже через полгода после инсульта области, противоположные очагу поражения, имели более низкий биологический возраст. Наиболее выраженные изменения отмечались в лобно-теменной области, играющей основную роль в планировании движений, поддержании внимания и координации.
«Полученные данные позволяют предположить, что при выраженной потере подвижности после инсульта в неповрежденных участках противоположного полушария головного мозга запускаются адаптационные механизмы, направленные на компенсацию нарушенных функций», — говорит Ким.