บาคาร่าเว็บตรง งานวิจัยใหม่ในเยอรมนีแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกลของเซลล์อาจทำให้เนื้องอกในสมองกลายเป็นมะเร็งได้ Josef Käsจาก University of Leipzig และIngolf Sackแห่ง Charité-Universitätsmedizin Berlin และเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นว่าเนื้องอกในสมองเป็นวัสดุที่มีลักษณะเฉพาะ และการแพร่กระจายนั้นเกิดจากฟิสิกส์และชีวกลศาสตร์
จากการวิจัยที่ดำเนินการเกี่ยวกับเนื้องอก
ในผู้ป่วยที่มีชีวิต พวกเขาแนะนำว่าการเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยๆ ต่อความยืดหยุ่นของเซลล์ก่อให้เกิดผลกระทบโดยรวมที่ส่งผลต่อการพยากรณ์โรคของเนื้องอก Sack และ Käs เป็นนักเคมีและนักฟิสิกส์ตามลำดับ แต่ละคนต่างก็ค้นคว้าเกี่ยวกับมะเร็ง โดยแบ่งเป็นสองระดับที่แตกต่างกันมาก กระสอบศึกษาคุณสมบัติทางกลของเนื้อเยื่อในผู้ป่วยที่ยังมีชีวิต เขาเป็นผู้บุกเบิกการใช้การสั่นสะเทือนความถี่ต่ำร่วมกับการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) เพื่อวัดความก้าวหน้าของโรคต่างๆ เช่น มะเร็ง เทคนิคนี้เรียกว่าอีลาสโตกราฟีด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRE) Käs เป็นหนึ่งในผู้ประดิษฐ์เปลหามแบบออพติคอล ซึ่งถูกใช้ในการศึกษานี้เช่นกัน เปลหามแบบออปติคัลคือกับดักแสงที่ใช้ลำแสงเลเซอร์สองลำเพื่อทำให้เซลล์เดี่ยวเสียรูปและวัดคุณสมบัติความหนืดของพวกมัน
ในปี 2019 Sack และ Käs ค้นพบว่า glioblastoma ซึ่งเป็นมะเร็งสมองรูปแบบที่อันตรายที่สุดโดยใช้ MRE นั้นนิ่มกว่าและมีความหนืดน้อยกว่าเนื้องอกในสมองที่ไม่เป็นพิษเป็นภัย แทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะกำจัด Glioblastomas เนื่องจากพวกมันเติบโตโดยการขยาย “นิ้ว” เล็ก ๆ เข้าไปในเนื้อเยื่อรอบข้าง นักวิจัยตระหนักว่าการเติบโตนี้สามารถขับเคลื่อนด้วยฟิสิกส์ที่บริสุทธิ์เพราะ “นิ้วหนืด” เป็นผลกระทบที่รู้จักกันดีซึ่งเกิดขึ้นเมื่อของเหลวที่มีความหนืดต่ำถูกฉีดเข้าไปในของเหลวอื่น
ผู้ป่วยที่ได้รับ MREการวัดคุณสมบัติทางกล: ผู้ป่วยที่ทำอิลาสโตกราฟีด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก ด้วยทฤษฎีนี้เกี่ยวกับการแพร่กระจายของ glioblastomas นักวิจัยจึงเข้าใจว่าทำไม นี่หมายถึงการดูเซลล์เดี่ยว ซึ่งกลุ่มของแคสในเมืองไลพ์ซิกใช้เปลหามแบบออพติคอล นักวิจัยคัดเลือกผู้ป่วย 8 ราย สี่รายเป็นเนื้องอกในสมองที่ไม่เป็นพิษเป็นภัย และอีก 4 รายเป็นเนื้องอกในสมองที่เป็นมะเร็ง
โดย 3 รายเป็นมะเร็งไกลโอบลาสโตมา
ผู้ป่วยได้รับ MRE เพื่อวัดคุณสมบัติทางกลของเนื้องอก ควบคู่ไปกับการวัดเซลล์เนื้องอกแต่ละเซลล์ที่ดำเนินการด้วยเปลหามด้วยแสง พวกเขาไม่มีความคาดหวังว่าจะพบอะไร แต่ Käs กล่าวว่า “สิ่งที่น่าแปลกใจคือคุณสมบัติทางกลของเซลล์เดียวยังคงสะท้อนอยู่ในเนื้องอกในสมองทั้งหมด” อย่างไรก็ตาม ข้อมูลของพวกมันแสดงให้เห็นภาพที่ซับซ้อนกว่าเซลล์ที่มีความหนืดซึ่งสร้างเนื้องอกที่มีความหนืดมากกว่า
การทำงานร่วมกันช่วยให้เซลล์เนื้องอกสามารถบุกรุกได้
สอดคล้องกับผลลัพธ์ก่อนหน้านี้ เนื้องอกมะเร็งนั้นนิ่มกว่าและมีความหนืดน้อยกว่าเนื้องอกที่ไม่เป็นพิษเป็นภัย แต่ที่น่าสงสัยคือ พวกมันไม่มีเซลล์ที่มีความหนืดน้อยกว่า แต่เป็นความยืดและความยืดหยุ่นของเซลล์ที่มีความสัมพันธ์กับความลื่นไหลของเนื้อเยื่อ เพื่อให้เนื้องอก “ไหล” เข้าไปในเนื้อเยื่อรอบข้าง เซลล์จะต้องบีบเข้าหากัน และนักวิจัยเชื่อว่าสิ่งนี้ทำให้เกิดความยืดหยุ่นมากกว่าความหนืด ซึ่งเป็นตัวกลางของการไหลของเนื้อเยื่อ
พวกเขายังตั้งข้อสังเกตว่าเซลล์เนื้องอกมีคุณสมบัติเชิงกลที่หลากหลายกว่าที่คาดไว้ในตัวอย่างที่มีสุขภาพดี ซึ่งสอดคล้องกับสิ่งที่ทราบเกี่ยวกับมะเร็ง ซึ่งทำลายกระบวนการควบคุมในเซลล์ จากแบบจำลองของนักวิจัยคนอื่น ๆ พวกเขาตั้งทฤษฎีว่าความแตกต่างนี้ช่วยให้บางส่วนของเนื้องอกสามารถไหลและแพร่กระจายได้ในขณะที่กระดูกสันหลังที่แข็งของเซลล์แข็งป้องกันไม่ให้กระจายตัว
การกระเจิงของ Brillouin เผยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของเนื้องอก
Käs อธิบายถึงคุณสมบัติเฉพาะของเนื้องอกมะเร็งว่า “พวกมันไม่จำเป็นต้องทำการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเพื่อเริ่มมีนิ้วหนืด เป็นเพียงว่าพวกมันมีคุณสมบัติทางกลกว้าง ๆ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะฟลูอิไดซ์ แยกเซลล์ออก และด้วยความไม่ติดขัด การใช้นิ้วที่หนืดๆ มาพร้อมกัน หมายถึงการเติบโตที่รุกรานมากที่สุดที่คุณจะจินตนาการได้”
แม้ว่ากลุ่มตัวอย่างจะมีขนาดเล็ก งานวิจัยนี้ชี้ให้เห็นถึงความสำคัญของฟิสิกส์ในการลุกลามของมะเร็ง Käs ตระหนักดีว่าข้อสรุปของพวกเขาเป็นข่าวที่ผสมปนเปกันจากมุมมองด้านการรักษา เนื่องจากฟิสิกส์นั้นยากต่อการทำลายมากกว่าการเปลี่ยนแปลงระดับโมเลกุล แต่ถ้าฟิสิกส์สามารถทำให้เนื้องอกร้ายได้ มันก็สามารถทำให้ไม่เป็นพิษเป็นภัยได้ และการทำความเข้าใจว่านี่จะเป็นขั้นตอนสำคัญในการรักษาโรคนี้
เทคนิคการสร้างภาพประสาทแบบไม่รุกรานได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมา ซึ่งช่วยเพิ่มพูนความรู้ของเราเกี่ยวกับการทำงานภายในของสมองด้วยการให้ข้อมูลเกี่ยวกับการตอบสนองและกระบวนการของระบบประสาท การศึกษาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่ากระบวนการเหล่านี้กระจายไปในสมองอย่างไร และเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่เชื่อถือได้สำหรับการทำงานของสมองผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับโรคทางระบบประสาท หากแพทย์สามารถตรวจพบไบโอมาร์คเกอร์เหล่านี้ได้อย่างแม่นยำ และด้วยความแม่นยำสูงเพียงพอ พวกเขาอาจจะสามารถคาดการณ์ได้ว่าโรคจะพัฒนาไปอย่างไร หรือผู้ป่วยจะตอบสนองต่อการรักษาอย่างไร
ปัญหาคือวิธีการทางคลินิกในปัจจุบันไม่สามารถแก้ไขสัญญาณสมองในอวกาศและเวลาได้พร้อมกัน ตัวอย่างเช่น Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) สามารถทำแผนที่บริเวณสมองที่มีความละเอียดเชิงพื้นที่สูง แต่ความละเอียดชั่วขณะของมันนั้นต่ำ (ประมาณ 1 วินาที) เพราะจะวัดการเปลี่ยนแปลงในการไหลเวียนของเลือดในท้องถิ่น ซึ่งล่าช้ากว่าการทำงานของสมองด้วยไฟฟ้าอย่างมาก Electroencephalography (EEG) จะตรวจจับสัญญาณไฟฟ้าเหล่านี้โดยตรงและทำงานแบบเรียลไทม์ อย่างไรก็ตาม ความละเอียดเชิงพื้นที่ของมันต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับคลื่นสมองที่มีความถี่สูง
การประเมินสัญญาณเยื่อหุ้มสมอง
โดยหลักการแล้ว MEG นำเสนอสิ่งที่ดีที่สุดของทั้งสองโลก ทำให้สามารถวัดศักยภาพของ postsynaptic ของเซลล์สมองที่อยู่ด้านล่างพื้นผิวของหนังศีรษะโดยไม่รุกรานในแบบเรียลไทม์และด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่สูง อันที่จริง การวิจัยล่าสุดได้ใช้ MEG เพื่อประเมินสัญญาณคอร์เทกซ์ที่ผิดปกติในผู้ป่วยอัลไซเมอร์ พาร์กินสัน ออทิสติกสเปกตรัม และแม้แต่กรณีที่รุนแรงของความผิดปกติหลังเกิดบาดแผล บาคาร่าเว็บตรง
