پژوهشگران دانشگاه کوته دو آزور و دانشگاه پاریس فرانسه در پژوهشی مشترک به بررسی تغییرات ریز ساختارهای تومور مغز Brain Mass در بیماران مختلف مراجعه کننده به جراح مغز و اعصاب پرداختند.
تومور مغز Brain Mass در انسان چیست؟
از دیدگاه جراحی مغز و اعصاب، تومور مغز Brain Mass که به شکل تخصصی به آن تومور درون جمجمه ای Intracranial Tumor نیز گفته می شود، شامل توده هایی غیر طبیعی از بافت در مغز هستند. درون تومور مغز Brain Mass سلول ها به شکل کنترل نشده ای رشد کرده، بزرگ شده و تکثیر می شوند.
روند تکثیر و رشد بی رویه سلولی در تومور مغز Brain Mass روندی کاملاً متفاوت از سلول های طبیعی مغزی و بدنی و بصورت تابع نمایی است. طبق تحقیقات انستیتو ملی سرطان ایالات متحده امریکا، تاکنون بیش از 150 نوع از تومورهای مغز Brain Mass شناخته شده اند.
مهمترین عامل خطرساز برای انواع تومورهای مغز Brain Mass است. هرچه سن افراد بالاتر باشد، احتمال بیشتری برای تومور مغز Brain Mass می رود. به طور کلی تومور مغزی Brain Mass در نژاد قفقازی بسیار بیش از سایر نژادهای بشری شایع است. در افراد افریقایی تبار بیشتر احتمال بروز مننژیوما دارند.
یکی از نکات جالب توجه در مورد تومور مغز Brain Mass این است که تنها 5 الی 10 درصد از آنها ممکن است بر اثر وراثت از والدین به فرزندان منتقل شوند. خطرناکترین نوع بیماری ژنتیک وراثتی برای تومورهای مغز Brain Mass نورو فیبروماتوز نوع 2 می باشد.
خطرناک ترین دلایل و علل بروز تومور مغز Brain Mass مواجهه به مواد شیمیایی فعال و دارای رادیکال آزاد است. این مواد به دلیل داشتن استرس اکسیداتیو بالا ریسک فاکتوری جدی برای تومور مغزی Brain Mass هستند. همچنین مواجهه با انواع پرتوها و تشعشعات احتمال بروز تومور مغز Brain Mass را به شدت افزایش می دهد.
انواع تومور مغز Brain Mass در انسان
روش های متعددی در طبقه بندی و دسته بندی تومور مغز Brain Mass وجود دارند. شما ممکن است نام های متعددی برای انواع تومور مغزی Brain Mass شنیده باشید که بیشتر نشانگر بافت منشاء اصلی شکل گیری آنها است.
اما از منظر سرطان شناسی Oncology و جراحی مغز و اعصاب Neurosurgeryبه طور معمول انواع تومور مغز Brain Mass را به دو صورت بسیار کلی دسته بندی می نمایند:
-
نخستین کانون تشکیل تومور مغز Brain Mass:
-
- تومور مغز Brain Mass اولیه:
تومور مغزی Brain Mass اولیه جزو آن دسته از تومورها است که خاستگاه مبداء تشکیل آن منحصراً درون بافت مغز یا بافت های بلافصل احاطه کننده ساختارهای مغزی است. می توان گفت تومور مغز Brain Mass اولیه شامل آن تومورهایی است که در محلی که تشخیص داده اند، قبلاً ایجاد شده اند و تغییر مکانی نداشته اند.
انواع تومور مغزی Brain Mass اولیه شامل تومورهای گلیال با منشاء سلول های گلیایی و تومور مغز Brain Mass غیر گلیایی با منشاء ساختارهای مغزی همچون اعصاب، رگ ها و مویرگ های خونی، و غدد می باشند.
-
- تومور مغز Brain Mass متاستازی (ثانویه، گسترشی):
تومور مغز Brain Mass متاستازی یا ثانویه به آن نوع از تومورهای مغزی اطلاق می شود که ساختار و سلول های آن در هر نقطه ای غیر از مغز و نخاع ایجاد شده و به طور معمول به واسطه جریان خون به مغز می رسند.
تومور مغز Brain Mass متاستازی به طور معمول در سینه، مغز استخوان و یا ریه انسان در بدایت امر تشکیل شده است. متاسفانه اکثر انواع تومور مغز Brain Mass ثانویه متاستازی از نوع بدخیم سرطانی هستند.
-
تومور مغز Brain Mass سرطانی:
-
-
تومور مغز Brain Mass خوش خیم (غیر سرطانی):
-
تومور مغزی Brain Mass خوش خیم، شامل انواع تومور سر غیر سرطانی است. این گونه از تومور مغز Brain Mass به طور معمول رشد کند و اندکی داشته و در صورت بزرگ شدن و تکثیر سلول های خود، به سایر نواحی مغز و بدن پخش نمی شوند.
تومورهای مغز Brain Mass خوش خیم معمولاً به مغز آسیب نمی زند. تنها در صورتی که تومور مغز Brain Mass خوش خیم زیاد بزرگ شده و در کنار رگ های خونی و ساختارهای حیاتی مغز باشد، احتمالاً می تواند علایم و عوارض زیادی ایجاد نماید.
-
- تومور مغز Brain Mass بدخیم (سرطانی):
طبق بررسی های انجمن بین المللی جراحی مغز و اعصاب، بیشتر تومور مغز Brain Mass بدخیم که سرطانی هستند، جزو تومورهای مغز Brain Mass متاستازی ثانویه می باشند.
تومور مغزی Brain Mass بدخیم رشدی سریع دارد. در نمای میکروسکوپی، مرزهای اطراف تومور مغز Brain Mass بدون قاعده است. این تومورهای سرطانی به طور معمولاً به بافت های اطراف خود حمله کرده و به راحتی نیز به سایر بخش های بدن سرایت می کنند.
روش پژوهش تغییرات تومور مغز Brain Mass:
پژوهش بررسی تغییرات تومور مغز Brain Mass به صورت کارآزمایی بالینی انجام شد. بررسی های انجام شده در بیماران دارای تومور مغز Brain Mass پیش از جراحی مغز صورت گرفت.
تعداد 9 بیمار دارای تومور مغز Brain Mass بین سنین 23 تا 66 سال در پژوهش تومور مغز Brain Mass شرکت نمودند. جراحی مغز این بیماران به شیوه جراحی بیدار awake surgery بود.
ابزارهای پژوهش شامل MRI دیفیوژن dMRI، تحریک مستقیم مغزی DES با جریان 2 تا 5 میلی آمپر، الکترو کورتیکوگرافی ECoG بودند.
یافته های پژوهش تغییرات تومور مغز Brain Mass:
- پتانسیل فراخوانده مغزی در کرتکس CCEP ارتباط مستقیمی با ساختارهای ماده سفید مغز دارد.
- هر چه میزان ارتباطات در مغز بیشتر باشد، رابطه بین CCEP در موج N1 با الگوهای امواج مغزی بیشتر است.
- بررسی امواج مغزی هنگام جراحی مغز به صورت باز منجر به افزایش قدرت تشخیصی امواج مغزی نوار مغزی می شود.
- تحریک مستقیم مغز DES منجر به فعال شدن سلول های هرمی کرتکس در ناحیه تحریکی می شود.
- هنگام تحریک مستقیم مغز در جراحی مغزی بیدار، پتانسیل فراخوانده مغزی در کرتکس CCEP تنها در محل تحریک مغزی تغییر می کند.
- تومورهای مغزی Brain Mass بسته به محل، اندازه، وسعت و میزان درگیر کردن بافت های جانبی خود، منجر به تغییر در CCEP و میزان اثر DES در مغز بیماران می شود.
- در صورتی که تومور مغزی در ماده سفید مغز باشد، بیشترین آسیب به زیر ساختارهای مسئول هماهنگی کارکردهای عالی مغزی و بدنی وارد می آید.
راهبردهای کارکردی پژوهش تغییرات تومور مغز Brain Mass:
- استفاده از تحریک مستقیم مغزی DES، نوار مغزی QEEG و MRI حین جراحی مغزی، چه جراحی با بیهوشی کامل و چه جراحی مغز بیدار، منجر به کاهش آسیب های احتمالی جراحی مغز به ساختارهای سالم و حیاتی مغز بیمار می شود.
- تغییرات ناشی از تومور مغزی Brain Mass در مغز بسته به محل تومورهای مغزی متفاوت است.
- هر چه تومور مغزی Brain Mass بیشتر در عمق و بخش های سفید مغز نفوذ کرده باشد، میزان تخریب کارکردهای مغزی بیشتر است.
- توانبخشی عصبی شناختی، کاردرمانی، روان درمانی و طب سوزنی روش های موثری برای ترمیم و بهبود آسیب های تومورهای مغز Brain Mass پس از جراحی تومور مغزی Brain Mass هستند.
Towards linking diffusion MRI based macro- and microstructure measures with cortico-cortical transmission in brain tumor patients
Abstract
Aims and Scopes:
We aimed to link macro- and microstructure measures of brain white matter obtained from diffusion MRI with effective connectivity measures based on a propagation of cortico-cortical evoked potentials induced with intrasurgical direct electrical stimulation.
Methods:
For this, we compared streamline lengths and log-transformed ratios of streamlines computed from presurgical diffusion-weighted images, and the delays and amplitudes of N1 peaks recorded intrasurgically with electrocorticography electrodes in a pilot study of 9 brain tumor patients.
Results:
Our results showed positive correlation between these two modalities in the vicinity of the stimulation sites (Pearson coefficient 0.54±0.13 for N1 delays, and 0.47±0.23 for N1 amplitudes), which could correspond to the neural propagation via U-fibers.
In addition, we reached high sensitivities (0.78±0.07) and very high specificities (0.93±0.03) in a binary variant of our comparison.
Conclusion:
Finally, we used the structural connectivity measures to predict the effective connectivity using a multiple linear regression model. We showed a significant role of brain microstructure-related indices in this relation.
What is Diffusion Magnetic Resonance Imaging dMRI
Diffusion Magnetic Resonance Imaging (dMRI) provides measures of brain macro- and microstructure noninvasively, although their accuracy is still undetermined.
In particular, dMRI-based tractography is considered insufficient to guide brain tumor resection due to inaccuracies in localizing cortical terminations of fiber bundles.
What is Direct Electrical Stimulation DES
From the clinical perspective, invasive electrophysiological mapping with Direct Electrical Stimulation (DES) remains the “gold standard” for probing connectivity when resecting a tumor located in eloquent brain areas as it allows to optimize the extent of resection and accommodate inter-patient variability.
However, a clinical use of DES is mostly based on empirical knowledge and hardly reveals any structural information about neural connections affected by the stimulation.
DES of the brain cortex excites pyramidal cells at the stimulation site and induces an evoked potential that propagates through White Matter (WM) bundles to distal cortical regions.
Keywords
Structural connectivity, Brain white matter microstructure, Effective connectivity, Cortico-cortical evoked potentials, Direct electrical stimulation, Tractography, Dr. Amir Mohammad Shahsavarani brain tumor changes.
