Больница при Сеульском национальном университете в Бундане разработала технологию реального времени для мониторинга

Отечественная исследовательская группа разработала технологию, позволяющую в режиме реального времени отслеживать, насколько эффективно во время сна из мозга выводятся продукты метаболизма, включая токсичный белок бета-амилоид, способствующий развитию деменции.

23 июля госпиталь при Сеульском национальном университете в Бунданге объявил, что совместная команда под руководством профессора Чан Хо Юна (кафедра неврологии) и профессора Пэ Хён Мина (KAIST, факультет электротехники и электроники) впервые в мире разработала неинвазивный метод мониторинга активности глимфатической системы мозга во время сна, основанный на технологии ближней инфракрасной спектроскопии (NIRS).

Во сне спинномозговая жидкость (ликвор), окружающая мозг, проникает вглубь тканей по периваскулярным пространствам, смывая отходы метаболизма, а затем отводится через менингеальные лимфатические сосуды или шейные лимфоузлы. Этот процесс поступления и оттока ликвора называется глимфатической системой, одной из главных задач которой является удаление бета-амилоида, накопление которого со временем повреждает нейроны и провоцирует болезнь Альцгеймера.

Исследователи использовали беспроводное устройство NIRS, чувствительное к изменениям гидратации, чтобы измерять движение жидкости в мозге в реальном времени. Прибор крепится ко лбу, испуская инфракрасный свет с длинами волн от 700 до 1000 нм, проходящий через череп. Анализируя поглощение рассеянного света, устройство рассчитывает содержание воды в мозге, насыщение кислородом и кровоток. Благодаря фокусировке на водочувствительной длине волны 925 нм и алгоритму, исключающему влияние плазмы крови, можно точно оценить изменения гидратации, связанные с активностью глимфатической системы.

Валидационное исследование с участием 41 здорового взрослого показало значительное увеличение содержания воды в лобной доле при переходе от бодрствования к фазе медленного сна (NREM). Чем глубже стадия сна, тем активнее процесс «очищения» мозга — результаты согласуются с ранее полученными данными на животных моделях. Наибольший прирост гидратации был зафиксирован в первом цикле глубокого сна, что указывает на критическую роль начального сна в очистке мозга и может лечь в основу будущих рекомендаций по терапии сна.

Это исследование стало первым в мире, в котором удалось непрерывно измерять содержание воды в мозге человека на протяжении всего периода сна и количественно оценивать активность глимфатической системы в реальном времени. Устройство было разработано как беспроводная и неинвазивная система, что делает его перспективным для дальнейшего применения в качестве носимого прибора для мониторинга здоровья мозга в домашних условиях.

Профессор Чан Хо Юн отметил:
«Это исследование имеет большое значение, поскольку мы впервые в мире разработали технологию на основе ближней инфракрасной спектроскопии, позволяющую количественно оценивать активность глимфатической системы во время сна. Это закладывает научную основу для понимания связи между сном и здоровьем мозга. В дальнейшем технология может быть широко использована не только для раннего прогнозирования и стратификации риска нейродегенеративных заболеваний, таких как деменция, но и для оценки эффективности терапии сна и разработки персонализированных стратегий управления здоровьем мозга».