Mozak je jedan od metabolički najaktivnijih organa u ljudskom telu. Iako predstavlja samo oko 2% težine ljudskog tela, prima 15 do 20% ukupne telesne zalihe krvi. Poremećen protok krvi u mozgu tokom dužeg vremenskog perioda, stanje poznato kao „hronična cerebralna hipoperfuzija“ (CCH), može dovesti do ozbiljnih cerebrovaskularnih bolesti kao što je bolest bele materije.
CCH se manifestuje kao lezije u beloj materiji, regionu mozga osetljivom na probleme sa snabdevanjem krvlju. Nažalost, CCH nema dostupan lek. Rana dijagnoza vizuelizacijom mikrovaskularnih promena u mozgu koje se javljaju pre razvoja lezije je stoga ključna. Međutim, takva dijagnoza je izazovna sa dostupnim tehnikama snimanja.
Pogodno, uvid u mikrovaskulaturu mozga može doći iz naših očiju. Retina na zadnjem delu oka je periferni deo centralnog nervnog sistema i deli mnoge sličnosti sa moždanom materijom mozga. Ali ima manje tipova nervnih ćelija i jednostavniju strukturu, što ga čini odličnom metom za proučavanje neuronskih kola i neurovaskularnih spojeva.
U nedavnoj studiji objavljenoj u Neurophotonics, istraživači iz SAD i Kine, predvođeni Baokiangom Lijem, vanrednim profesorom na Kineskoj akademiji nauka, istraživali su da li se protok krvi u retini na mikroskopskom nivou može koristiti za predviđanje cerebrovaskularnih bolesti koje uključuju hipoperfuziju. Da bi testirao ovu hipotezu, tim je razvio inovativni pristup slikanju zasnovan na dvofotonskoj mikroskopiji.
Istraživači su prvo indukovali CCH kod miševa tako što su malo blokirali njihove karotidne arterije. Nedelju dana kasnije, proučavali su jedno svoje oko direktno pod dvofotonskim mikroskopom. Istraživači su posmatrali i brojali crvena krvna zrnca (RBC) koja kruže unutar pojedinačnih kapilara u mikrovaskulaturi mrežnjače miševa obeležavajući njihovu krvnu plazmu fluorescentnom oznakom.
Cilj ovih eksperimenata je bio da se kvantifikuje protok eritrocita u što je moguće više kapilara. Shodno tome, istraživači su uporedili svoje rezultate sa rezultatima sličnih merenja na cerebralnoj sivoj i beloj materiji u prethodnoj studiji sprovedenoj u sličnim eksperimentalnim uslovima.
Nakon pažljive statističke analize, otkrili su da je srednji kapilarni fluks eritrocita u retini bio značajno pogođen CCH nego oni u beloj i sivoj materiji. Dok se srednji fluks RBC smanjio za 56% u mrežnjači CCH miševa u poređenju sa onima normalnih miševa, odgovarajuća smanjenja su bila samo 36% i 6% u njihovoj beloj i sivoj materiji, respektivno.
Sve u svemu, nalazi ove studije ukazuju na to da bi mikrocirkulacija u retini mogla biti obećavajući prediktor CCH i potencijalno služiti kao rani dijagnostički biomarker za cerebrovaskularne bolesti. Štaviše, pristup snimanja koji su razvili istraživači je efikasan, ima visok kvalitet signala i može se primeniti standardnim komercijalnim dvofotonskim mikroskopom.
Urednik saradnika za neurofotoniku Andi Shih iz Instituta za dečija istraživanja u Sijetlu napominje: „Mogućnost snimanja vaskularne fiziologije retine in vivo bez adaptivne optike je inovativna. Rezultati ove studije mogu podstaći dalju primenu konvencionalnog dvofotonskog snimanja u istraživanju mrežnjače.“
Buduća istraživanja korišćenjem predložene tehnike snimanja omogućiće naučnicima da bolje razumeju neuronska kola i neurovaskularno spajanje. Takođe može pomoći u spasavanju života ranijim dijagnozama cerebrovaskularnih bolesti.
