Cập nhật lần cuối vào 15/10/2023
Một nghiên cứu mới của Đại học Iowa (UI) đã thách thức ý kiến cho rằng chất xám (các tế bào thần kinh hình thành vỏ não) quan trọng hơn chất trắng (các sợi trục được bao phủ bởi myelin liên kết các vùng tế bào thần kinh) đối với sức khỏe và chức năng nhận thức. Phát hiện này có thể giúp các nhà thần kinh học dự đoán tốt hơn về tác động lâu dài của đột quỵ và các dạng chấn thương sọ não khác.
“”Khía cạnh bất ngờ nhất trong phát hiện của chúng tôi là tổn thương các trung tâm chất xám của não có liên kết với các vùng khác không thực sự cho chúng ta biết nhiều về chất lượng của các bài kiểm tra nhận thức ở những người bị bị tổn thương não. Mặt khác, những người bị tổn thương các liên kết chất trắng dày đặc nhất lại làm bài kiểm tra đó kém hơn nhiều. Điều này rất quan trọng vì cả nhà khoa học và bác sĩ lâm sàng thường hầu như chỉ tập trung vào vai trò của chất xám. Nghiên cứu này là một lời nhắc nhở rằng các liên kết giữa các vùng não có thể cũng quan trọng như chính các vùng đó, nếu không muốn nói là nhiều hơn. “
Justin Reber, Tiến sĩ, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ UI về tâm lý học và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu
Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí PNAS, phân tích ảnh quét não và các bài đánh giá chức năng nhận thức từ hơn 500 người bị tổn thương não trú do đột quỵ hoặc các dạng chấn thương não khác. Nhìn vào vị trí của tổn thương não, còn được gọi là tổn thương, nhóm UI do BS, TS Reber và Aaron Boes, đã so sánh mức độ liên kết của các vùng bị tổn thương với mức độ khuyết tật nhận thức mà bệnh nhân trải qua. Các phát hiện cho thấy rằng tổn thương các vùng chất trắng có nhiều liên kết có khả năng dự báo suy giảm nhận thức nhiều hơn là tổn thương đối với các trung tâm chất xám có nhiều liên kết.
Mục lục
Các Trung tâm Mạng lưới (Network hubs) và chức năng não
Nghiên cứu về nhận thức thường tập trung vào các mạng lưới bên trong não và cách các cấu hình mạng khác nhau đóng góp vào các khía cạnh khác nhau của nhận thức. Nhiều mô hình toán học khác nhau đã được phát triển để đo lường mức độ liên kết của các mạng lưới và xác định các trung tâm, hoặc các vùng não có liên kết cao, những vùng dường như rất quan trọng trong việc phối hợp xử lý trong các mạng lưới não.
Nhóm UI đã sử dụng các mô hình toán học được chấp nhận này để xác định vị trí của các trung tâm trong cả chất xám và chất trắng từ hình ảnh học não của những người khỏe mạnh bình thường. Sau đó, các nhà nghiên cứu sử dụng hình ảnh quét não từ những bệnh nhân bị tổn thương não để tìm ra những trường hợp các vùng tổn thương trùng khớp với các trung tâm. Sử dụng dữ liệu từ nhiều bài kiểm tra nhận thức cho những bệnh nhân đó, họ cũng có thể đo lường tác động của tổn thương trung tâm đối với các kết quả nhận thức. Điều đáng ngạc nhiên là tổn thương các trung tâm chất xám có nhiều liên kết không có mối liên hệ chặt chẽ với kết quả nhận thức kém. Ngược lại, tổn thương các trung tâm chất trắng dày đặc có liên quan chặt chẽ đến khiếm khuyết nhận thức.
“Bộ não không phải là một tấm vải trống nơi tất cả các vùng đều tương đương nhau; một tổn thương nhỏ ở một vùng của não có thể có tác động rất nhỏ đến nhận thức, trong khi ở vùng khác có thể có tác động rất lớn. Những phát hiện này có thể giúp chúng ta dự đoán tốt hơn bệnh nhân nào sẽ có nguy cơ bị suy giảm nhận thức sau đột quỵ hoặc chấn thương não khác, dựa vào vị trí của tổn thương“, theo Boes, giáo sư về nhi khoa, thần kinh và tâm thần học Đại học Iowa, đồng thời là thành viên của Viện Khoa học Thần kinh Iowa. “Tốt hơn hết là nên biết trước những điều đó vì nó mang lại cho bệnh nhân và người nhà một tiên lượng thực tế hơn và giúp nhắm đến mục tiêu phục hồi chức năng hiệu quả hơn.”
Cơ sở dữ liệu Đại học Iowa (UI) là một tài nguyên độc nhất cho các nhà khoa học thần kinh
Một điều quan trọng là những phát hiện mới dựa trên dữ liệu từ hơn 500 bệnh nhân, một con số lớn so với các nghiên cứu trước đây và cho thấy những phát hiện này rất giá trị. Dữ liệu đến từ cơ sở dữ liệu; một từ Đại học Washington ở St. Louis, cung cấp dữ liệu từ 102 bệnh nhân và Cơ sở dữ liệu Thần kinh Iowa có trụ sở tại UI, cung cấp dữ liệu từ 402 bệnh nhân. Cơ sở dữ liệu Iowa đã ra đời hơn 40 năm và là một trong những cơ sở dữ liệu bệnh nhân có đặc điểm tốt nhất trên thế giới, với gần 1000 đối tượng có nhận thức đặc trưng tốt từ hàng nhiều giờ kiểm tra tâm lý thần kinh trên giấy, và hình ảnh học não chi tiết để lập bản đồ các tổn thương não. Cơ sở dữ liệu được lãnh đạo bởi Daniel Tranel, Tiến sĩ, giáo sư UI về thần kinh học, và một trong những tác giả nghiên cứu.
Reber lưu ý rằng nghiên cứu cũng minh họa giá trị của hoạt động cùng với các bệnh nhân trên lâm sàng cũng như những người khỏe mạnh để hiểu biết mối quan hệ giữa cấu trúc và chức năng của não.
“Có rất nhiều nghiên cứu thực sự xuất sắc sử dụng hình ảnh học chức năng của não với những người tham gia khỏe mạnh hoặc mô phỏng trên máy tính cho chúng ta biết rằng những trung tâm chất xám này rất quan trọng đối với cách hoạt động của não và bạn có thể sử dụng chúng để dự đoán mức độ hoạt động của những người khỏe mạnh. Nhưng khi chúng ta xem xét cách đột quỵ và các tổn thương não khác thực sự ảnh hưởng đến con người như thế nào, hóa ra bạn có thể tiên liệu được nhiều điều hơn từ các tổn thương chất trắng.” ông nói. “Nghiên cứu với những người sống sót sau đột quỵ hoặc các tổn thương não khác thật khó khăn, phức tạp và hoàn toàn cần thiết, bởi vì nó xây dựng cầu nối giữa lý thuyết khoa học cơ bản và thực hành lâm sàng, và nó có thể cải thiện cả hai”.
“Tôi không thể nhấn mạnh đủ mức lòng biết ơn của chúng tôi với những bệnh nhân này đã tình nguyện dành thời gian của họ để giúp đỡ chúng tôi; Nếu không có họ, rất nhiều nghiên cứu quan trọng sẽ không thể thực hiện được“ông nói thêm.
Nguồn:
University of Iowa Health Care
Journal reference:Reber, J., et al. (2021) Cognitive impairment after focal brain lesions is better predicted by damage to structural than functional network hubs. PNAS.doi.org/10.1073/pnas.2018784118.
MinhdatRehab