Kontakt ul. Wileńska 4, 87-100 Toruń
tel.: +48 56 665 6001
e-mail: icnt@umk.pl
Solidarni z Ukrainą - ми з Вами

Innowacyjne techniki badania mózgu człowieka w zdrowiu i chorobie

Kierownik projektu prof. dr hab. n. med. Aleksander Araszkiewicz

Projekt zajmuje się badaniem podłoża procesów mózgowych, rejestrowaniem subtelnych zmian (morfologicznych, funkcjonalnych, i neurochemicznych) w mózgu; umożliwia określenie związków pomiędzy wynikami badań eksperymentalnych a objawami klinicznymi i wynikami testów neuropsychologicznych w chorobach psychicznych i neurologicznych oraz w ocenie funkcjonowania mózgu człowieka w sytuacji szczególnych obciążeń w stanie stresu.

Planuje się objąć zakresem badań następujące obszary:

Projekt przewiduje realizację programów badawczych funkcjonowania mózgu ludzkiego w oparciu o utworzone interdyscyplinarne zespoły:

– w zakresie dysfunkcji psychicznych (zaburzeń psychicznych, zaburzeń psychosomatycznych, stresu) – zespół Katedry Psychiatrii Collegium Medicum UMK kierowany przez prof. dr hab. Aleksandra Araszkiewicza i dr n. med. Beatę Augustyńską

Tworzenie nowych schematów badań oraz rozwój metodologii związany z analizą wyników badań fMRI pozwala na głębsze zrozumienie aspektów związanych z psychiką ludzką. fMRI staje się podstawowym, obiektywnym narzędziem badawczym współczesnej psychiatrii i neurologii. Neuroobrazowanie pozwala na badanie podłoża procesów mózgowych, badania czynnościowe wykorzystuje się do monitorowania leczenia niektórych chorób i oceny skuteczności leków. Możliwe jest rejestrowanie subtelnych zmian w (morfologicznych, funkcjonalnych, i neurochemicznych) w mózgu; monitorowanie zmian zachodzących pod wpływem leków neuroleptycznych, stosowanych np. w schizofrenii. W przebiegu tej choroby obserwuje się zmiany struktury mózgu, z których część stanowić może markery biologiczne schizofrenii. Próbuje się także określić związki pomiędzy wynikami w zakresie spektroskopii protonowej a objawami klinicznymi i wynikami testów neuropsychologicznych w schizofrenii. Badania mózgu z zastosowaniem fMRI w zaburzeniach psychicznych mogą być pomocne zarówno w ustaleniu ich patogenezy, jak też w określeniu stopnia nasilenia zaburzeń, ocenie rokowania i prognozowaniu wyników leczenia, planuje się objąć zakresem badań następujące obszary: analizę aktywności ośrodków mózgowych w różnych zaburzeniach psychicznych, neurorozwojowych, neurodegeneracyjnych; analizę aktywności mózgu podczas psychoterapii oraz zmian neurobiologicznych po zastosowanej psychoterapii; ocenę efektów leczenia farmakologicznego u osób z chorobami psychicznymi; ocenę różnic strukturalnych i funkcjonalnych mózgu w populacji osób z zaburzeniami psychicznymi w porównaniu z populacją osób zdrowych; analizę różnic strukturalnych i funkcjonalnych mózgu w populacji osób z zaburzeniami psychicznymi w przebiegu chorób somatycznych;

– w zakresie neuroobrazowania – zespół z Katedry Radiologii Collegium Medicum UMK kierowany przez dr n. med. Zbigniewa Serafina

  1. Zastosowanie obrazowania tensorem dyfuzji u chorych z nerwiakowłókniakowatością typu 1 (NF1). Dzięki zastosowaniu 3T MR z zaawansowaną analizą DTI będzie możliwa szczegółowa analiza stopnia anizotropii ciała modzelowatego i innych struktur istoty białej w powiązaniu z procesami neurofizjologicznymi, co pozwoli na pełniejsze zrozumienie podstawy zaburzeń kognitywnych w przebiegu NF1.

  2. Opracowanie nowych sekwencji i algorytmów obrazowania naczyń wewnątrzczaszkowych. Dzięki zastosowaniu aparatu 3T możliwa będzie optymalizacja protokołów klinicznych, np. w monitorowaniu pacjentów po embolizacjach tętniaków wewnątrzczaszkowych, która pozwoli wyeliminować inwazyjną angiografię DSA ze schematów diagnostycznych.

  3. Zastosowanie obrazowania tensorem dyfuzji w procesach nowotworowych, zapalnych i demielinizacyjnych nerwów wzrokowych i dróg wzrokowych. Obrazowanie tensora dyfuzji w 3T MRI pozwoli na dużo wcześniejsze rozpoznanie zaburzeń w strukturze nerwów wzrokowych i dróg wzrokowych oraz na wczesne różnicowanie zmian o podobnym przebiegu klinicznym a wymagających różnego podejścia terapeutycznego.

  4. Porównanie spektroskopii protonowej, perfuzji i dyfuzji w 3T MRI w różnicowaniu wznowy glejaka od następstw terapii. Elementem doświadczalnym będzie optymalizacja protokołów pod kątem uzyskania jak najbardziej powtarzalnego rozkładu metabolitów w tkance patologicznej oraz określenie progów stężenia poszczególnych metabolitów, pozwalających na postawienie diagnozy.

– w zakresie funkcji poznawczych – zespół kierowany przez psychologa dr n. med. Monikę Wiłkość z Katedry Psychiatrii Collegium Medicum i Instytutu Psychologii Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego oraz dr Tomasza Komendzińskiego Kognitywistyka UMK Toruń

Planowane badania obejmować będą: analizę procesów przetwarzania informacji, procesów poznawczych oraz emocjonalnych zarówno w populacji osób zdrowych, jak i grupach pacjentów m.in. neurologicznych, psychiatrycznych, geriatrycznych; analizę procesów przetwarzania informacji, procesów poznawczych oraz emocjonalnych u pacjentów po interwencjach neurochirurgicznych; analizę procesów przetwarzania informacji, procesów poznawczych oraz emocjonalnych w różnych okresach rozwojowych; analizę zmian aktywności mózgu w trakcie wykonywania zadań poznawczych podczas oraz po zastosowanym leczeniu farmakologicznym (np.: chemioterapii) oraz pozafarmakologicznym (np.: psychoterapii, rehabilitacji neuropsychologicznej); obserwację procesów neurogenezy oraz neuroplastyczności mózgu; ocenę wpływu czynników środowiskowych na aktywność poznawczą, np.: oddziaływania specyficznych czynników stresowych; analizę procesów poznawczych i emocjonalnych w kontekście rytmów okołodobowych; analizę procesów poznawczych i emocjonalnych w kontekście genetyczno-molekularnym.

– w zakresie zmysłów – dr hab. Katarzyna Pawlak Osińska, prof. UMK – kierownik Zakładu Patofizjologii Narządu Słuchu i Układu Równowagi Katedry Otolaryngologii oraz prof. dr hab. Henryk Kaźmierczak Kierownik Katedry Otolaryngologii CM UMK

Ze strony otoneurologicznej pragnie się przeprowadzić wieloaspektową ocenę narządu słuchu i zmysłu równowagi. Szczegółowym celem pracy jest :

  1. dociekanie pochodzenia szumów usznych i ich natury,

  2. lokalizacyjna diagnostyka uszkodzeń zmysłu równowagi w aspekcie ustalenia algorytmu postępowania terapeutycznego w zależności od miejsca uszkodzenia.

Planowane badania opierać się będą na diagnostyce uwzględniającej aspekty subiektywne- komunikacja werbalna w odniesieniu do narządu słuchu i zdolność do zachowania stabilności w odniesieniu do zmysłu równowagi, na równi z testami obiektywnymi. Badania narządu słuchu obejmować będą: audiometrię czystych tonów, audiometrię słowa, lokalizacyjne próby nadprogowe dla różnicowania uszkodzenia ucha środkowego, wewnętrznego, nerwu słuchowego i ośrodków centralnych słyszenia, tympanometrię, badanie otoemisji akustycznych, badanie wywołanych potencjałów słuchowych o krótkim, średnim i długim czasie utajenia, audiometryczną analizę szumów usznych, elektroencefalografię (EEG) dla poszukiwania wzorów padaczkopodobnych kory słuchowej i innych obszarów mózgowia.
Analiza zmysłu równowagi opierać się będzie na: ocenie sprawności trzech receptorów tego układu tj. wzroku, czucia i błędnika na bazie wywołanych potencjałów wzrokowych, wywołanych potencjałów somatosensorycznych, elektronystagmografii i wywołanych potencjałów otolitowych, ocenie sprawności przedsionkowych ośrodków kojarzeniowych na podstawie wywołanych potencjałów przedsionkowych o długim czasie utajenia, ocenie wypadkowej efektorowej na podstawie posturografii statycznej i dynamicznej

– w zakresie badań rozwoju mózgu w okresie płodowym – prof. dr hab. Mariusz Dubiel – Zakład Położnictwa z Pracownią Biofizycznych Metod Nadzoru Płodu

Cel wielodyscyplinarnych badań stanowi uzyskanie poziomów markerów apoptycznych komórek łożyska w krwi matki oraz próba odpowiedzi na poniższe pytania dotyczące ciąż powikłanych wewnątrzmacicznym zahamowaniem wzrastania płodu:
1. Czy istnieje korelacja pomiędzy markerami apoptozy łożyskowej w surowicy krwi matki, podwyższonymi oporami naczyniowymi w krążeniu płodowym, oceną perfuzji łożyska w MRI oraz stanem krążenia mózgowego u noworodka z ciąż powikłanych IUGR?
2. Czy istnieje związek pomiędzy niewydolnością krążenia ocenioną przy pomocy przepływów dopplerowskich oraz oceną perfuzji łożyska MRI.
3. Czy poziom cff-DNA i markerów komórkowych apoptozy wzrasta w przypadku ciąż powikłanych przez IUGR?
4. Czy istnieje związek pomiędzy podwyższonym poziomem cff-DNA i markerów komórkowych apoptozy w krwi matki a oznakami zwiększonego oporu naczyniowego w łożyskowym krążeniu krwi?
5. Czy istnieje związek pomiędzy podwyższonym poziomem cff-DNA i markerów komórkowych apoptozy w krwi matki a jakimikolwiek patologicznymi, destrukcyjnymi zmianami w tkankach łożyska?
6. Czy podwyższony poziom cff-DNA i markerów komórkowych apoptozy w krwi matki oraz oznaki zwiększonego oporu naczyniowego w krążeniu łożyskowym są czynnikami pomagającymi w przewidzeniu przebiegu i wyniku poporodowego ciąż powikłanych IUGR?

– w zakresie neurologii (zespoły otępienie, śpiączki, choroby neurodegeneracyjne mózgu) – dr hab. Barbara Książkiewicz Kierownik Katedry Neurologii CM UMK
Badanie chorych z zaburzeniami przytomności obejmujące: analizę aktywności metabolizmu w pniu mózgu w różnych fazach zaburzeń przytomności; odpowiedzi metabolicznej (aktywizacji) obszarów mózgu na bodźce zewnętrzne w zależności od stosowanego bodźca i głębokości zaburzeń przytomności; różnicowanie śpiączki prawdziwej i rzekomej na podstawie aktywizacji adekwatnych obszarów mózgu na dany bodziec; ocenę aktywności metabolicznej mózgu w trakcie stosowania bodźców zewnętrznych u osób zdrowych; ocenę wpływu leczenia prokognitywnego na przebieg procesów otępiennych; ocenę różnic neurofizjologicznych i neuroobrazowych napadów padaczkowych i niepadaczkowych; neurofizjologiczną i neuroobrazową ocenę wpływu rehabilitacji ruchowej i kognitywnej na przebieg zmian. Badanie chorych z zaburzeniami mowy o typie afazji:

– w zakresie neurochirurgii (choroba Parkinsona, neurochirurgiczne leczenie depresji i zespołu obsesyjno – kompulsyjnego, neurochirurgiczne leczenie zespołów bólowych, guzy mózgu) prof. dr hab. Marek Harat Kierownik Kliniki Neurochirurgicznej 10 Klinicznego Szpitala Wojskowego w Bydgoszczy, Wydział Nauk o Zdrowiu CM UMK

oraz współpraca:
– z zakresie badań nad sieciami neuronowymi – prof. dr hab. Włodzisław Duch
– w zakresie badań nad neuroprzekaźnictwem mózgowym – prof. dr hab. Andrzej Tretyn
– w zakresie neurologii (stwardnienie rozsiane, toczeń rumieniowaty układowy z zajęciem ośrodkowego układu nerwowego) – dr n. med. Alicja Kalinowska-Łyszczarz