Mechanische Eigenschaften der weißen Substanz-Trakte im Alter, bewertet durch anisotrope MR-Elastographie

Die Magnetresonanz-Elastographie (MRE) ist eine vielversprechende neuroimaging-Technik zur Untersuchung der Mikroumstruktur von Gewebe, die eine weit verbreitete Erweichung mit Verlust der strukturellen Integrität im alternden Gehirn aufgedeckt hat. Traditionelle MRE-Ansätze gehen von mechanischer Isotropie aus. Es ist jedoch bekannt, dass die weiße Substanz anisotrop ist aufgrund der ausgerichteten, myelinisierenden axonalen Bündel, was zu Unsicherheiten bei der Schätzung der mechanischen Eigenschaften in diesen Bereichen führen kann, wenn isotrope MRE verwendet wird. Neueste Fortschritte in der anisotropen MRE ermöglichen nun die Schätzung der Scher- und Zuganisotropie sowie des Schermoduls des Substrats in weißen Substanz-Trakten. Ziel dieser Studie war es, zum ersten Mal altersbedingte Unterschiede in den anisotropen mechanischen Eigenschaften in den weißen Substanz-Trakten des menschlichen Gehirns zu untersuchen. Anisotrope mechanische Eigenschaften in allen Trakten waren bei älteren Erwachsenen signifikant geringer im Vergleich zu jungen Erwachsenen, mit durchschnittlichen Eigenschaftsunterschieden zwischen 0,028-0,107 für Scheranisotropie und zwischen 0,139-0,347 für Zuganisotropie. Die Steifigkeit senkrecht zur axonalen Faserichtung war ebenfalls signifikant niedriger im höheren Alter, jedoch nur in bestimmten Trakten. Im Vergleich mit den fraktionalen Anisotropiemessungen aus der Diffusionstensorbildgebung stellten wir fest, dass anisotrope MRE-Messungen zusätzliche, komplementäre Informationen zur Beschreibung der Unterschiede zwischen der Integrität der weißen Substanz bei jungen und älteren Bevölkerungen lieferten. Anisotrope MRE bietet ein neues Werkzeug zur Untersuchung der strukturellen Integrität der weißen Substanz im Alter und bei neurodegenerativen Erkrankungen.