Мозг адаптируется к инсульту, благодаря чему неповрежденные участки выглядят моложе

В исследовании, опубликованном в журнале The Lancet Digital Health, ученые из University of Southern California выяснили, что мозг людей с тяжелыми последствиями инсульта способен перестраиваться необычным образом. По мере адаптации к повреждению в непоражённых зонах могут появляться признаки, характерные для более "молодой" структуры мозга.

Работа проводилась в рамках международного проекта ENIGMA Consortium, который изучает восстановление после инсульта. В исследовании проанализировали МРТ-снимки более 500 пациентов из 34 научных центров в восьми странах. С помощью моделей глубокого обучения, обученных на десятках тысяч изображений, ученые оценивали "возраст" различных участков мозга в обоих полушариях, чтобы понять, как инсульт влияет на его структуру и процессы восстановления. Результаты показали, что более масштабные повреждения ускоряют старение пораженного полушария. Однако при этом противоположная, неповрежденная сторона мозга может выглядеть "моложе". Это указывает на то, что мозг способен компенсировать утраченные функции, перестраивая и как бы "омолаживая" сохранные нейронные сети.

Исследователи применили продвинутый метод искусственного интеллекта – графовые сверточные сети – чтобы по данным МРТ оценить биологический возраст 18 различных зон мозга. Они сравнивали этот "возраст мозга" с реальным возрастом человека: полученная разница (brain-PAD) стала точным индикатором состояния нервной системы. Сопоставив эти данные с показателями двигательной активности, ученые обнаружили интересную тенденцию. У пациентов с выраженными двигательными нарушениями после инсульта, даже спустя более полугода реабилитации, в участках мозга, противоположных зоне повреждения, наблюдался "более молодой" возраст. Особенно это проявлялось во фронтопариетальной сети – системе, отвечающей за планирование движений, внимание и координацию.

По словам исследователей, это может означать, что при серьезном повреждении двигательных функций здоровые области мозга на другой стороне начинают перестраиваться, пытаясь компенсировать утрату. Такая "омолаживающая" перестройка, вероятно, отражает не полное восстановление, а адаптационный механизм, включающийся, когда пораженные зоны уже не могут работать как раньше. Этот подход позволяет по-новому взглянуть на нейропластичность, выявляя изменения, которые сложно заметить с помощью традиционных методов визуализации.