Измерение потока жидкости в мозге с помощью алкоголя и МРТ у здоровых участников

Гипотеза исследования:

Поток внутричерепной интерстициальной жидкости (ISF) имеет решающее значение для адекватного удаления внеклеточных продуктов жизнедеятельности из паренхимы головного мозга. Недавние демонстрации показали, что его дефицит приводит к их накоплению при нейродегенеративных заболеваниях. Гипотеза этого проекта заключается в том, что MRS и/или MTI можно использовать для количественной оценки внутричерепного интерстициального потока жидкости.

Цели:

Основная цель состоит в том, чтобы обеспечить количественную оценку скорости потока ISF через паренхиму головного мозга. Это будет выполнено путем проведения нескольких измерений характеристического пика этанола в разные моменты времени с помощью MRS или связанного с этанолом снижения сигнала насыщения водой в MTI после его приема внутрь. Это позволит получить информацию о транзите этанола, равном транзиту ПИУ, с использованием общих транспортных параметров, таких как время до пика (TTP) и среднее время транзита (MTT).

Второстепенные цели включают определение диапазона значений, которые можно считать нормальными диапазонами скорости потока ИСЖ у здоровых людей. Это будет полезно в будущих экспериментах, когда такие значения будут сравниваться с показателями, измеренными для людей с различными типами внутричерепной патологии.

ДИЗАЙН ИССЛЕДОВАНИЯ:

Этот пилотный проект будет экспериментальным с целью определения наилучших количественных критериев на основе маркировки этанолом MRS или MTI данных внутричерепного потока ISF для получения надежного показателя клиренса. Чтобы достичь этого, в первоначальном исследовании для проверки концепции будут участвовать 10 здоровых добровольцев мужского пола в возрасте от 20 до 75 лет, проходящих протокол этанол-MRS или MTI. Эта работа будет носить количественный характер, поскольку будут измеряться и анализироваться дискретные МР-сигналы.

Сбор данных Участники исследования должны будут голодать как минимум за 6 часов до начала эксперимента и воздерживаться от приема алкоголя в течение 12 часов. Член исследовательской группы проведет быстрый скрининг лекарств участника, употребления алкоголя и любых неврологических состояний, прежде чем приступить к обследованию, чтобы убедиться, что все добровольцы соответствуют всем критериям включения в исследование.

Данные будут получены с использованием либо магнитно-резонансной спектроскопии (MRS), магнитно-резонансной спектроскопической визуализации (MRSI), либо визуализации с переносом намагниченности (MTI). Относительно короткая регистрация (5-7 минут) будет повторяться, чтобы получить временной ход прохождения этанола через мозг.

Каждый участник исследования будет проходить МРТ до приема этанола. Затем добровольцу дадут этанолсодержащий напиток. Содержание этанола будет составлять приблизительно 0,5 г/кг, смешанное с 355 мл газированного напитка без кофеина и сахара, как это делалось ранее в других экспериментах MRS с этанолом на людях (7). Напиток должен быть употреблен в течение 5 минут, и его можно подавать через прозрачную пластиковую трубку, чтобы субъекта не нужно было удалять из сканера. Ожидается, что уровни концентрации алкоголя в крови (BAC) для этой работы не превысят 0,05%, что считается низким уровнем, в конце эксперимента.

После употребления напитка, содержащего этанол, снова будут получены разведывательные изображения для повторной локализации вокселей для каждого последующего спектрального изображения, если участников исследования необходимо будет снова поместить в МР-сканер (т. не принимал этанол через трубку). MRS, MRSI или MTI будут выполняться в течение ~ 5-7 минут на спектр или изображение, повторяя процесс непрерывно в течение 60-90 минут. Во время сканирования пациента могут попросить дышать через ClearMateTM, специально разработанный, совместимый с МРТ контур без повторного дыхания, который обеспечивает подачу кислорода и углекислого газа, что быстро снижает уровень алкоголя в крови человека.

После окончательного сбора данных пациент будет доставлен в зону наблюдения, где он будет оставаться до тех пор, пока уровень этанола в крови не будет зарегистрирован ниже 0,05% с помощью стандартного теста на алкотестере. После того, как участник выполнит это требование и заявит, что он чувствует себя в безопасности, покидая помещение, он может свободно идти в соответствии с рекомендациями исследования, и его участие считается завершенным. Пробы дыхания будут выполняться с 30-минутными интервалами, если они все еще высоки.

Наконец, поскольку наиболее точным способом оценки кинетики содержания алкоголя в крови является сравнение уровней артериальной и венозной крови, периферические артериальные линии будут вставлены (штатным анестезиологом Sunnybrook) нескольким избранным участникам исследования. Периодически образцы артериальной крови этих лиц будут измеряться на содержание алкоголя в крови и сравниваться со значениями для образцов крови, взятых одновременно из периферического внутривенного катетера.