L’autore è un dottorando al Polytechnique Montréal. Grazie a questo articolo, che riassume il tema della sua ricerca nell’imaging medico, ha vinto l’Acfas Research Popularization Competition 2022.

Bo-doum, bo-doum, bo-doum… Ad ogni battito cardiaco, il tuo cuore pompa il sangue attraverso le arterie per irrigare tutto il tuo corpo dalla testa ai piedi. Applicando due dita sotto la mascella, nell’incavo del collo, puoi anche sentire il sangue pulsare nella tua arteria carotide. Questa grande arteria fornisce l’organo più complesso del corpo: il cervello.

Dalle arterie maggiori ai capillari fini

Più ci si allontana dal cuore per avventurarsi in profondità nel cervello, più sottili e fragili diventano i vasi sanguigni. Ecco perché le arterie principali, come la carotide, si dilatano con il passaggio del sangue. Così rallentano il suo corso e impediscono che fluisca come un torrente nei vasi sanguigni più piccoli, che non potrebbero tollerare una tale pressione.

In fondo alla strada, nei capillari – vasi più sottili di un capello – il flusso è molto lento e non è più soggetto all’andirivieni del ciclo cardiaco. Ciò consente al sangue di prendere tempo per scambiare i suoi nutrienti e ossigeno con i neuroni e liberarli dai prodotti di scarto che producono.

Nel mio progetto di dottorato, è questa circolazione sanguigna che cerco di osservare in tutti i vasi del cervello, perché è fondamentale per determinarne lo stato di salute.

Vedere meglio per reagire in tempo

Con l’avanzare dell’età, le arterie perdono gradualmente la loro elasticità e si dilatano con difficoltà. Il polso sanguigno guadagna quindi terreno: si diffonde sempre più nei vasi sanguigni, ai capillari. Abusati, questi possono finire per rompersi e causare piccole emorragie nel cervello. I neuroni che in precedenza erano forniti da questi vasi muoiono, privati ​​di ossigeno e sostanze nutritive. La moltiplicazione di questo tipo di eventi può portare gradualmente al declino cognitivo, che si traduce in una perdita di memoria o di attenzione. Alla fine, possono verificarsi malattie come la demenza.

Vedi anche:  I benefici della musica per il cervello dei bambini

Possiamo fermare questi effetti a cascata? Ciò richiederebbe di portare il problema alla radice, perché i primi sintomi compaiono quando il danno è già notevole. Questo è proprio l’obiettivo della tecnica di imaging che sto sviluppando presso il Laboratorio di Ultrasuoni di Jean Provost, al Polytechnique Montréal: misurare le pulsazioni del sangue in tutto il cervello, dalle arterie principali ai vasi più piccoli. . L’idea sarebbe quella di poter monitorare la loro evoluzione nel corso dei mesi per individuare eventuali segnali premonitori di demenza, in modo da agire prima che la malattia si manifesti.

Milioni di bolle per vedere il flusso sanguigno pulsare nel cervello

Come un’ecografia eseguita su una donna incinta, questa tecnica si basa sull’ecografia: non richiede quindi né chirurgia né radiazioni. Tuttavia, richiede l’iniezione di milioni di bolle molto piccole, già utilizzate oggi dai medici durante alcuni esami di imaging medico per visualizzare meglio il sangue. Guidate dal flusso sanguigno, queste bolle viaggiano in tutto il corpo per diversi minuti, prima di essere eliminate naturalmente dalla respirazione. Durante questi pochi minuti, viene eseguita un’ecografia cerebrale scattando migliaia di immagini al secondo, come una fotocamera che riprenderebbe una serie di scatti a raffica.

Successivamente vengono lanciati potenti algoritmi per trovare le bolle in ciascuna delle immagini e seguirle da uno scatto all’altro, in modo da ripercorrere il percorso che hanno percorso. Dopo diverse ore di analisi, da tutte queste immagini, possiamo ricostruire un filmato in cui vediamo le bolle che si diffondono nel cervello al ritmo del polso, sia nelle arterie maggiori che nei vasi sanguigni più piccoli. .

Vedi anche:  Nocivo per il cuore, rumore

Da questo film si possono trarre molte informazioni sulle dimensioni dei vasi, sulla direzione e la velocità delle bolle che vi sono passate, ma anche e soprattutto sulla dinamica del flusso sanguigno. In altre parole, per ogni vaso, possiamo sapere se il sangue sta pulsando o meno.

Alcune sfide

Finora, ho testato questo metodo solo su animali in laboratorio. Sono stato così in grado di misurare le pulsazioni del sangue in un topo in piccoli vasi di soli 30 μm (micrometri) di diametro (cioè un po’ più grandi di un capillare), ma anche nelle principali arterie del cervello. Resta da vedere se questa tecnica sia sufficientemente efficace per identificare i segni di un deterioramento dello stato di salute in un topo che invecchia. Sono in corso studi in laboratorio per rispondere a questa domanda.

Tuttavia, questo metodo richiede diverse sfide da affrontare prima di poter essere applicato agli esseri umani. Si basa su ultrasuoni che vengono inviati al cervello, quindi attraversano la pelle, i tessuti, il sangue e le bolle per creare un’immagine. Solo che c’è un problema, e non meno importante: il cervello è protetto dal cranio, contro il quale gli ultrasuoni rimbalzano come su un muro di mattoni. Se il cranio è abbastanza sottile, come in un topo, questa barriera non è troppo difficile da attraversare; ma per un teschio umano, le cose si fanno difficili. Tuttavia, nel 2021, un team di ricercatori francesi ha raggiunto l’impresa di formare un’immagine negli esseri umani, utilizzando un metodo simile. C’è quindi una buona speranza che il metodo che ho sviluppato un giorno venga applicato in clinica e che alla fine possa aiutare a rilevare meglio i primi segni di demenza.

Articolo precedenteil governo parallelo annuncia il suo ingresso a Tripoli
Articolo successivoevacuazione di Azovstal, Severodonetsk quasi circondato