Pomiar przepływu płynu w mózgu za pomocą alkoholu i MRI u zdrowych uczestników

Hipoteza badawcza:

Przepływ wewnątrzczaszkowego płynu śródmiąższowego (ISF) ma kluczowe znaczenie dla odpowiedniego usuwania pozakomórkowych produktów przemiany materii z miąższu mózgu. Ostatnie badania wykazały, że jej niedobór prowadzi do ich kumulacji w chorobach neurodegeneracyjnych. Hipoteza tego projektu jest taka, że ​​MRS i/lub MTI można wykorzystać do ilościowego pomiaru przepływu płynu śródmiąższowego wewnątrzczaszkowego.

Cele:

Głównym celem jest dostarczenie ilościowej miary szybkości przepływu ISF przez miąższ mózgu. Zostanie to przeprowadzone poprzez wielokrotne pomiary charakterystycznego piku etanolu w różnych punktach czasowych z MRS lub związanymi z etanolem spadkami sygnału nasycenia wodą w MTI, po jego spożyciu. Umożliwi to uzyskanie i raportowanie tranzytu etanolu, który jest równy tranzytowi ISF, przy użyciu wspólnych parametrów transportu, takich jak czas do szczytu (TTP) i średni czas tranzytu (MTT).

Cele drugorzędne obejmują określenie zakresu wartości, które można uznać za normalne zakresy natężenia przepływu ISF u zdrowych osób. Będzie to pomocne w przyszłych eksperymentach, kiedy takie wartości będą porównywane z pomiarami wskaźników dla osób z różnymi typami patologii wewnątrzczaszkowej.

PROJEKT BADANIA BADANIA:

Ten projekt pilotażowy będzie miał charakter eksperymentalny w celu określenia najlepszych kryteriów ilościowych na podstawie znakowania etanolem MRS lub MTI wewnątrzczaszkowych danych dotyczących przepływu ISF w celu uzyskania wiarygodnej miary klirensu. Aby to osiągnąć, wstępne badanie potwierdzające słuszność koncepcji obejmie 10 zdrowych ochotników płci męskiej w wieku od 20 do 75 lat, którzy przejdą protokół etanol-MRS lub MTI. Ta praca będzie miała charakter ilościowy, ponieważ dyskretne sygnały MR będą mierzone i analizowane.

Uczestnicy badania zbierania danych będą musieli pościć przez co najmniej 6 godzin przed rozpoczęciem eksperymentu i powstrzymać się od spożywania alkoholu przez 12 godzin. Członek zespołu badawczego przeprowadzi szybkie badanie przesiewowe leków uczestnika, spożycia alkoholu i wszelkich schorzeń neurologicznych przed przystąpieniem do badania, aby zweryfikować, czy wszyscy ochotnicy spełniają wszystkie kryteria włączenia do badania.

Dane będą pozyskiwane za pomocą spektroskopii rezonansu magnetycznego (MRS), obrazowania spektroskopowego rezonansu magnetycznego (MRSI) lub obrazowania z transferem magnetyzacji (MTI). Stosunkowo krótka akwizycja (5-7 minut) zostanie powtórzona w celu uzyskania przebiegu czasowego przejścia etanolu przez mózg.

Każdy uczestnik badania zostanie poddany akwizycji MR po spożyciu etanolu. Następnie ochotnik otrzyma napój zawierający etanol. Zawartość etanolu wyniesie około 0,5 g/kg, zmieszanego z 355 ml niezawierającego kofeiny, bezcukrowego napoju gazowanego, jak to zrobiono wcześniej w innych eksperymentach MRS z ludzkim etanolem (7). Napój należy spożyć w ciągu 5 minut i można go podawać przez przezroczystą plastikową rurkę, aby nie trzeba było wyjmować badanego ze skanera. Poziomy stężenia alkoholu we krwi (BAC) dla tej pracy nie powinny przekraczać 0,05%, co jest uważane za niski poziom, na koniec eksperymentu.

Po spożyciu napoju zawierającego etanol obrazy zwiadowcze zostaną ponownie uzyskane w celu ponownej lokalizacji wokseli dla każdego kolejnego obrazu spektralnego, jeśli uczestnicy badania muszą zostać ponownie umieszczeni w skanerze MR (tj. nie połknął etanolu przez rurkę). MRS, MRSI lub MTI będą wykonywane po ~5-7 minutach/spektrum lub obraz, powtarzając proces w sposób ciągły przez 60-90 minut. Podczas skanowania pacjent może zostać poproszony o oddychanie przez ClearMateTM, specjalnie zaprojektowany, kompatybilny z MR obwód bez ponownego wdychania, który dostarcza tlen i dwutlenek węgla, które szybko obniżają poziom alkoholu we krwi.

Po ostatecznej akwizycji pacjent zostanie zabrany do nadzorowanego obszaru, gdzie pozostanie do czasu zarejestrowania poziomu etanolu we krwi poniżej 0,05% za pomocą standardowego testu alkomatem. Po spełnieniu przez uczestnika tego wymogu i stwierdzeniu, że czuje się bezpiecznie opuszczając teren, będzie on mógł przejść zgodnie z zaleceniami badania, a jego udział zostanie uznany za pełny. Próbkowanie oddechu będzie wykonywane w odstępach 30-minutowych, jeśli nadal będzie wysokie.

Wreszcie, ponieważ najdokładniejszym sposobem oceny kinetyki alkoholu we krwi jest porównanie poziomów we krwi tętniczej i żylnej, kilku wybranym uczestnikom badania zostaną wstawione żyły obwodowe (przez anestezjologa z Sunnybrook). Okresowe próbki krwi tętniczej od tych osób będą mierzone pod kątem zawartości alkoholu we krwi i porównywane z wartościami próbek krwi pobranych jednocześnie z obwodowej linii dożylnej.