Создана математическая модель мозга для изучения гидроцефалов

19.08.2020 41 0.0 0
Создана математическая модель мозга для изучения гидроцефалов
Новосибирские ученые создали математическую модель мозга, чтобы проследить, как возникает гидроцефалия — наличие избыточной жидкости, из-за которой у людей болит голова и изменяется психическое состояние. Исследование они провели на МРТ добровольцев.

Исследователи Института гидродинамики имени СО РАН (ИГиЛ), Новосибирского госуниверситета (НГУ) и Международного томографического центра (МТЦ) создали математическую модель мозга, чтобы наблюдать, как в нем возникает гидроцефалия — наличие избыточной жидкости (ликвора), из-за которой у людей болит голова и изменяется психическое состояние. Для исследования они взяли МРТ добровольцев, сообщает «Наука в Сибири».

Как уточняют ученые, модель позволяет описать состояние организма в норме, при гидроцефалии и переходе между ними. При гидроцефалии из-за избыточного скопления ликвора желудочки головного мозга увеличиваются, смещают и сдавливают его ткань. Для изучения болезни врачи используют МРТ.

«Желудочки мозга представляют собой полости, заполненные ликвором, который циркулирует вокруг мозга и его постоянно промывает. Сам ликвор вырабатывается в результате фильтрации плазмы крови. Для нас важно, как кровь и ЦСЖ (спинномозговая жидкость — прим. Тайги.инфо) распределяются по мозгу, что можно понять благодаря построенной модели пороупругости», — рассказал старший научный сотрудник лаборатории дифференциальных уравнений ИГиЛ Александр Черевко.

По словам младшего научного сотрудника ИгиЛ Галины Яньковой, при пороупругости головной мозг подобен обычной губке в жидкой среде. Он податливый и окружен ликвором. Мозг при фильтрации наполняется жидкостью и от давления сжимается.

Однако, отмечают исследователи, процессы в мозге происходят в сосудах разных размеров, и не все из них можно увидеть на УЗИ и МРТ, поэтому они и прибегли к математическому методу. Двухмерная упругая модель представляет собой систему связанных дифференциальных уравнений в частных производных, описывающих изменение давления жидкости в каждом отделе сосудистой системы и смещение мозгового вещества.

«В модели представлено перетекание различных видов крови и ЦСЖ друг в друга, а также порядок этого процесса. Исследование проводится, чтобы понять, как изменение параметров, описывающих внутримозговые процессы, будет влиять на работу мозга: на внутричерепное давление, смещение стенок желудочков», — объяснила Черевко.


Ученые установили закономерности и занялись построением трехмерной геометрии мозга. Позже они сравнят математическую модель с результатами МРТ здоровых людей. Моделирование поможет определить деформацию желудочков, по которой можно будет понять склонность человека к болезни и вовремя начать лечение.



Комментарии (0)
avatar