מעקב צמוד

המוח החי רווי מולקולות קטנות: אלה הם המטבוליטים, אשר אחראים על אין-ספור תפקידים ביולוגיים חיוניים, כגון העברת מסרים, אספקת אנרגיה או הרכבת קרומים. אבל כאשר רוצים לבצע ניטור של המוח בפעולה, השיטה הלא-פולשנית הטובה ביותר, דימות תהודה מגנטית (MRI), מספקת מידע רק על המים בהם מומסים המטבוליטים, ולא על המטבוליטים עצמם. במחקר, שהתפרסם באחרונה בכתב-העת המדעי Nature Communications, פיתחו מדעני מכון ויצמן למדע, בשיתוף פעולה עם מדענים מהמעבדה הלאומית לשדות מגנטיים גבוהים שבארצות-הברית, שיטת תהודה מגנטית מתוחכמת למעקב אחר המטבוליטים.

בשיטת ה-MRI מכניסים רקמה חיה לשדה מגנטי, ובאמצעות גלים אלקטרו-מגנטיים חלשים בתדר רדיו גורמים תנודה ברמת האטומים. תדירות התנודות של האטומים השונים נמדדת בעזרת ציוד תהודה מגנטית.

שיטה זו מאפשרת בדרך כלל מעקב רק אחר אטומים של מימן, אשר נפוצים בכל הרקמות החיות ומהווים מרכיב עיקרי במים. מעקב אחר המטבוליטים יכול לאפשר הצצה ייחודית לפעילותן של מערכות חיות, אך קשה לבצעו באמצעות תהודה מגנטית, מפני שנוכחות המטבוליטים ברקמות קטנה פי 10,000 מכמות המים. גם התהודה המגנטית שלהם נמוכה באותו היחס, והיא כמעט בלתי-מורגשת לצד התהודה המגנטית של המים כאשר משתמשים ב-MRI הסטנדרטי.

במחקר החדש, אשר בוצע בחולדות, הצליחו המדענים ליישם שיטות תהודה מגנטית מתקדמות למדידת מספר מטבוליטים במוח אשר מושפעים משבץ מוחי. הממצאים, אשר נאספו במהלך השבץ שעברו החולדות ובתקופת ההחלמה שלאחר מכן, תאמו את הדפוסים המוכרים ממחקרים פולשניים, כגון דגימת נוזלי המוח בעזרת מזרק. יתר על כן, המחקר גילה כי המבנים המיקרוסקופיים שמכילים את המטבוליטים עוּותו בעקבות השבץ, כנראה כתוצאה מנפיחות וממחסור בחמצן.