DTI в оценке болезни Паркинсона

Болезнь Паркинсона (БП) является вторым наиболее распространенным нейродегенеративным заболеванием после болезни Альцгеймера. Болезнь Паркинсона обычно начинается с моторных симптомов, включая брадикинезию, ригидность, тремор покоя и постуральную нестабильность. БП также включает многочисленные немоторные симптомы (такие как когнитивные нарушения, депрессия, проблемы с поведением во сне и обонятельная дисфункция) (1). Классическим невропатологическим признаком БП является потеря дофаминергических нейронов в черной субстанции (ЧС), что приводит к снижению дофаминергической продукции через корково-базальные ганглии и таламокортикальную двигательную цепь, что вызывает нарушение регуляции двигательных функций (2). Другой нейропатологической характеристикой БП является наличие телец Леви (3) и нейритов как в телах нейронов, так и в аксонах, включая агрегаты белка α-синуклеина (4). Когда начинается БП, комплекс признаков моторных и немоторных симптомов отражает прогрессирование основной патологии, включая иммунореактивные включения α-синуклеина в тельцах Леви; потеря дофаминергических, холинергических, серотонинергических и норадренергических проекций от ствола мозга к среднему мозгу и базальным отделам переднего мозга; и, наконец, в неокортекс (5). В течение БП у пациентов часто возникают сопутствующие нейропсихиатрические расстройства, включая депрессию, поведенческие и когнитивные расстройства и деменцию, которые необходимо дифференцировать от других нейродегенеративных причин, таких как деменция с тельцами Леви (DLB) и болезнь Альцгеймера. С другой стороны, термин «паркинсонизм» относится к двигательным синдромам, которые также присутствуют при БП, включая брадикинезию, зубчатую ригидность, тремор покоя, медленную шаркающую походку и дисбаланс. К атипичным причинам паркинсонизма, имитирующим идиопатическую БП, относятся множественная системная атрофия (МСА), прогрессирующий надъядерный паралич (ПНП) ​​или кортико-базальный синдром (КБС), а также лекарственно-индуцированный паркинсонизм и другие. При БП потеря дофаминергических нейронов и накопление телец Леви обычно сопровождаются повреждением нейроглиальных клеток и демиелинизацией аксонов с увеличением концентрации микроглии во внеклеточном пространстве. Поэтому вполне вероятно, что обнаружение внеклеточных микроструктурных аномалий в областях мозга с дофаминергическими нейронами и вдоль дофаминергических путей может быть биомаркером начальной стадии БП (6). Что касается наших знаний о патофизиологии БП, последние методы нейровизуализации позволяют исследовать анатомию и влияние изменений головного мозга на основе сбора функциональных, структурных и диффузионных данных, три взаимодополняющих метода для оценки изменений мозга, связанных с нейродегенеративными заболеваниями, такими как БП. Новые методы МРТ и их использование при болезни Паркинсона, а также объясняет, как эти методы можно использовать для обнаружения изменений в головном мозге пациентов с болезнью Паркинсона и их связи с симптомами болезни Паркинсона. МРТ головного мозга обычно используется в клинической практике для оценки структурной анатомии и патологии головного мозга. При нейродегенеративной патологии МРТ головного мозга может выявить закономерности структурной деградации, чтобы помочь поставить правильный диагноз. Эти структурные изменения могут быть областями атрофии или структурными изменениями интенсивности сигнала. При диагностическом обследовании больных паркинсонизмом рекомендуется выполнять МРТ головного мозга (13). Основной целью МРТ головного мозга при исследовании паркинсонизма является оценка цереброваскулярного повреждения (сосудистый паркинсонизм) и исключение других возможных, но более редких причин паркинсонизма, таких как рассеянный склероз, нормотензивная гидроцефалия или болезнь Вильсона. Кроме того, он может помочь в диагностике нейродегенеративного атипичного паркинсонизма. Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) в состоянии покоя может использоваться для изучения связей мозга и изменений функциональных сетей. Недавний обзор литературы дал интересные сведения о функциональных изменениях при БП (7): главным образом, БП вызывает функциональные дисфункции, особенно в сенсомоторных, зрительных и базальных ганглиях. Разумно утверждать, что данные фМРТ зависят от нескольких параметров, таких как дофаминергическое лекарственное состояние (8) или параметры получения фМРТ (7). Что касается анатомической МРТ, морфометрия на основе вокселей (VBM) может использоваться для изучения объема серого вещества (9). Недавний метаанализ VBM продемонстрировал корковую атрофию у пациентов с БП в левой нижней лобной извилине, верхней височной извилине, островке и теменных областях (для обзора см. (10) (11) (12), но также и в левосторонней парагиппокампальной извилины, островка и верхней височной извилины у молодых пациентов, а также корреляции между длительностью заболевания и двигательными нарушениями и редукцией серого вещества в левой нижней лобной извилине (10). В то время как фМРТ позволяет изучать функциональную связность путем оценки (дис)функции нейронов, связанной с болезнью Паркинсона, структурная МРТ добавляет информацию об анатомических изменениях и, в частности, поражениях коры головного мозга, которые также участвуют в прогрессировании заболевания. Функциональные и структурные данные МРТ способствуют существенному, но все же частичному пониманию патофизиологии БП. Чтобы расширить эти знания, DTI позволяет изучать целостность белых волокон, на которую также влияют нейродегенеративные процессы.

Диффузионно-тензорная томография (ДТИ), одна из последовательностей магнитно-резонансной томографии (МРТ), использовалась для измерения микроструктурной целостности белого вещества при нейродегенеративных заболеваниях, а также для визуализации соединений мозговых волокон с помощью трактографии (6). Фракционная анизотропия (FA), радиальная (RD), осевая (AD) и средняя диффузионная способность (MD) чаще всего используются для описания степени случайного движения молекул воды в микроскопическом масштабе. В частности, FA, который измеряет направленность случайного движения воды, использовался для исследования расположения нервных волокон, целостности аксонов и степени миелинизации аксонов (13). FA клинически осуществима для определения микроструктурной целостности тканей головного мозга, особенно предпочтительна для ориентированных тканей, таких как белое вещество и архитектуры волоконных путей. MD измеряет величину диффузии воды. Считается, что высокий MD указывает на обширные клеточные повреждения, включая отек и некроз. МД используется клинически для регистрации этих микроструктурных изменений в тканях как серого, так и белого вещества (14). AD измеряет величину диффузии вдоль главной оси, а RD измеряет величину поперечной диффузии.