Füüsikaline lähenemine bioelektriliste signaalide analüüsile aeglustunud prootonite difusiooni korral hallaines

Füüsikaline lähenemine bioelektriliste signaalide analüüsile aeglustunud prootonite difusiooni korral hallaines

Elina Shakhnovich
TALLINNA REAALKOOL, AUDENTESE E-GÜMNAASIUM
Klass: 12
Juhendajad: Mart Kuurme, Andrei Šamarin, MD

Prootonite difusioon tähistab magnetresonantstomograafia (MRT) abil nähtavate vesinikutuumade liikumist ajukudedes, mis magnetvälja mõjuta on käsitletavad vee molekulidena. Difusiooni koefitsenti (ADC) saab määrata difusioon-kaalutud MRT uuringu ning spetsiifilise tarkvara abil (Functool ja AW 4.0, GE Medical Systems). Funktsionaalsed magnetresonantstomograafia (fMRT) uuringud, mis käsitlevad prootonite difusiooni hallaines, on näidanud koefitsendi ulatuslikku muutlikkust kasvajate, entsefaliidi ja kesknärvisüsteemi rakkude demüeliniseeruvate häiretega patsientide puhul, mille põhjust pole üheselt teada.

Kasvajatest, entsefaliidist ja demüeliniseeruvatest häiretest tingitud orgaanilised muutused tavaliselt väljenduvad ka elektroentsefalograafia (EEG) uuringutes. EEG abil määratakse bioelektrilist signaali neuroni aksonisiseste pingete muutustena. Valdav enamus EEG andmetest pärineb sünaptilistest signaalidest (kahe neuroni vahel toimuv elektriülekanne).

Töö eesmärgiks oli uurida sünaptiliste bioelektriliste signaalide tugevuse sõltuvust sellistest molekulaarsetest nähtustest, nagu nt. vee molekulide difusioon kahe neuroni vahelises sünaptilises pilus. Selle uurimiseks on vajalikud MRT ja EEG uuringud vaatlusalustest, kellel esinevad vee molekulide liikuvusele mõjuvad häired, et saadud andmeid võrrelda teaduskirjanduses sätestatud ADC ja EEG ajulainete normaalväärtustega.