Исследование показало, что повреждение ствола мозга — «центра управления» мозга — является причиной долгосрочных физических и психических последствий тяжелой инфекции COVID-19.
Используя сканеры сверхвысокого разрешения, которые позволяют видеть живой мозг в мельчайших деталях, исследователи из Кембриджского и Оксфордского университетов смогли проследить разрушительное воздействие COVID-19 на мозг.
Исследовательская группа просканировала мозг 30 человек, поступивших в больницу с тяжелой формой Covid-19 в начале пандемии, до появления вакцин. Исследователи обнаружили, что инфекция Covid-19 повреждает область ствола мозга, связанную с одышкой, усталостью и беспокойством.
Мощные сканеры МРТ, используемые для исследования, известные как сканеры 7-Tesla или 7T, могут измерять воспаление в мозге. Их результаты, опубликованные в журнале Brain , помогут ученым и врачам понять долгосрочные эффекты Covid-19 на мозг и остальное тело. Хотя исследование было начато до того, как были признаны долгосрочные эффекты Covid, оно поможет лучше понять это состояние.
Ствол мозга, соединяющий головной мозг со спинным, является центром управления многими основными жизненными функциями и рефлексами. Скопления нервных клеток в стволе мозга, известные как ядра, отвечают за регулирование и обработку основных телесных функций, таких как дыхание, частота сердечных сокращений, боль и кровяное давление.
«То, что происходит внутри и вокруг ствола мозга, имеет жизненно важное значение для качества жизни, но было невозможно сканировать воспаление ядер ствола мозга у живых людей из-за их крошечного размера и сложного положения. Обычно ученые получают возможность хорошо рассмотреть ствол мозга только во время посмертных исследований», — объясняет Катарина Руа из Кембриджского университета.
«Ствол мозга — это критически важный соединительный ящик между нашим сознанием и тем, что происходит в нашем теле», — сказал один из руководителей исследования профессор Джеймс Роу. «Возможность увидеть и понять, как ствол мозга изменяется в ответ на Covid-19, поможет более эффективно объяснять и лечить долгосрочные эффекты».
В первые дни пандемии Covid-19, до появления эффективных вакцин, посмертные исследования пациентов, умерших от тяжелых инфекций Covid-19, показали изменения в стволе мозга, включая воспаление. Многие из этих изменений, как считалось, были результатом постинфекционного иммунного ответа, а не прямого вторжения вируса в мозг.
«У людей, которые сильно болели в начале пандемии, наблюдались долгосрочные изменения мозга, вероятно, вызванные иммунным ответом на вирус. Но измерить этот иммунный ответ у живых людей сложно», — сказал Роу. «Обычные сканеры МРТ больничного типа не могут заглянуть внутрь мозга с той химической и физической детализацией, которая нам нужна».
«Но с помощью сканеров 7T мы теперь можем измерять эти детали. Активные иммунные клетки взаимодействуют со сверхвысоким магнитным полем, так что мы можем определить, как они себя ведут», — сказал Руа. «Кембридж был особенным, потому что мы смогли сканировать даже самых больных и заразных пациентов на ранних этапах пандемии».
Многие из пациентов, поступивших в больницу в начале пандемии, сообщали об усталости, одышке и боли в груди как о тревожных долгосрочных симптомах. Исследователи предположили, что эти симптомы были отчасти результатом повреждения ключевых ядер ствола мозга, повреждения, которое сохраняется долгое время после того, как инфекция Covid-19 прошла.
Исследователи увидели, что несколько областей ствола мозга, в частности продолговатый мозг, мост и средний мозг, показали аномалии, соответствующие нейровоспалительной реакции. Аномалии появились через несколько недель после поступления в больницу и в областях мозга, ответственных за контроль дыхания.
«Тот факт, что мы видим аномалии в частях мозга, связанных с дыханием, убедительно свидетельствует о том, что длительные симптомы являются следствием воспаления в стволе мозга после заражения Covid-19», — сказал Руа. «Эти эффекты выходят за рамки эффектов возраста и пола и более выражены у тех, кто перенес тяжелую форму Covid-19».
Помимо физических эффектов Covid-19, сканеры 7T предоставили доказательства некоторых психиатрических эффектов заболевания. Ствол мозга отслеживает одышку, а также усталость и беспокойство.
«Психическое здоровье тесно связано со здоровьем мозга, и пациенты с наиболее выраженным иммунным ответом также показали более высокий уровень депрессии и беспокойства», — сказал Роу. «Изменения в стволе мозга, вызванные инфекцией Covid-19, также могут привести к плохим результатам в области психического здоровья из-за тесной связи между физическим и психическим здоровьем».
Исследователи говорят, что результаты могут помочь в понимании других состояний, связанных с воспалением ствола мозга, таких как рассеянный склероз и деменция. Сканеры 7T также могут быть использованы для мониторинга эффективности различных методов лечения заболеваний мозга.
«Это было невероятное сотрудничество, прямо на пике пандемии, когда тестирование было очень сложным, и я был поражен, насколько хорошо работали сканеры 7T», — сказал Руа. «Я был действительно впечатлен тем, как в самый разгар момента сотрудничество между множеством разных исследователей оказалось настолько эффективным».
