Hjärnförändringar vid postcovid avslöjas med avancerad magnetkamerateknik

Forskare vid Linköpings universitet har undersökt hjärnan hos 16 personer med långvariga symtom efter sjukvårdskrävande covid-19. De har funnit skillnader i hjärnvävnadens struktur hos de drabbade jämfört med friska personer. Fynden kan bidra till insikter om de underliggande mekanismerna vid kvardröjande neurologiska problem efter covid-19.

I flera tidigare studier har hjärnan hos personer med kvardröjande problem efter covidsjukdom undersökts med avbildningstekniken magnetkameraundersökning (MR). Forskare har visserligen funnit skillnader jämfört med friska hjärnor, men skillnaderna är inte specifika för just covid-19.

– Det kan vara frustrerande för mig som läkare när jag förstår att patienterna har problem, men jag inte kan förklara varför det är så för det syns inte med vanlig magnetkameraundersökning. För mig understryker det vikten av att prova andra undersökningstekniker för att kunna förstå vad det egentligen är som händer i hjärnan vid postcovid, säger Ida Blystad, neuroradiolog vid Röntgenkliniken vid Universitetssjukhuset i Linköping och forskare knuten till Institutionen för hälsa, medicin och vård vid Linköpings universitet och Centrum för medicinsk bildvetenskap och visualisering, CMIV.

I den aktuella studien, som publicerats i tidskriften Brain Communications, har forskarna därför lagt till en ny typ av MR-variant som kallas avancerad diffusions-MR. De var särskilt intresserade av den vita hjärnvävnaden. Den utgörs till största del av nervtrådar och är mycket viktig för att leda nervsignaler mellan hjärnans olika delar och mellan hjärnan och resten av kroppen.

– Diffusions-MR är en väldigt känslig teknik. Så fort det uppstår förändringar i hur nervtrådarna är organiserade, så kan vi direkt se det. Det är en av anledningarna till att vi ville använda avancerad diffusions-MR för att studera effekterna av covid-19 på hjärnan, som andra avbildningstekniker kanske inte fångar, säger Deneb Boito, doktorand vid Institutionen för medicinsk teknik vid Linköpings universitet.

För att få en uppfattning om vad diffusions-MR är kan vi tänka oss en storstad i nattens mörker. Bilarnas lysen bildar röda och vita pärlband på de mest vältrafikerade vägarna. Själva vägen ser vi inte, men vi förstår att den finns där genom att bilarna lätt kan ta sig fram just där. På lite liknande sätt kan läkare och forskare få inblick i hur hjärnan är uppbyggd på mikroskopisk nivå genom diffusions-MR. Tekniken bygger på att det finns vatten överallt i hjärnan som rör sig i vävnaden enligt minsta motståndets lag. Exempelvis rör sig vattenmolekyler lättare längs med nervbanorna. Genom att mäta vattenmolekylers rörelse genom vävnaden kan forskarna indirekt dra slutsatser om nervbanors struktur på liknande sätt som vi indirekt förstår att det går en motorväg där många bilar kör.

I sjukvården används diffusions-MR exempelvis vid diagnostik av stroke och för att planera kirurgi i hjärnan. I den aktuella studien använde forskarna en mer avancerad version av diffusions-MR. De undersökte 16 män som vårdats på sjukhus för svår covid-19 och som är med i The Linköping Covid-19 Study (LinCoS) vid Rehabiliteringsmedicinska kliniken i Linköping. De hade fortfarande kvarstående symtom efter sju månader. Denna grupp jämfördes med en grupp friska personer utan post-covidsymtom och som inte vårdats på sjukhus för covid. Deltagarnas hjärnor undersöktes med både vanlig MR och diffusions-MR.

– De två grupperna skiljer sig åt i den vita hjärnvävnadens struktur. Det kan vara en bidragande orsak till de neurologiska besvär som gruppen som haft svår covid-19 upplevde. Det är ett logiskt resultat som är i linje med andra studier som visat påverkan på den vita hjärnvävnaden. Men vi har undersökt en liten patientgrupp, så vi är försiktiga med att dra större slutsatser. Med den här tekniken mäter vi inte hjärnans funktion, utan mikrostrukturen. För mig är fynden ett tecken på att vi måste undersöka långtidseffekter av covid-19 i hjärnan med mer avancerade MR-tekniker än vanliga MR-bilder, säger Ida Blystad.

Det finns flera frågor som forskarna vill studera vidare. Bland annat tycks den vita hjärnvävnaden i olika delar av hjärnan vara påverkade på olika sätt, men det är för tidigt att dra slutsatser om vad skillnaderna innebär. I en kommande studie undersöks bland annat om förändringar som detekteras med diffusions-MR har något samband med hjärnans aktivitet och hur olika delar av hjärnan kommunicerar med varandra genom den vita hjärnvävnaden hos patienter med svår trötthet, även kallat fatigue, efter covid-19.

En annan fråga är vad som händer över tid. MR-undersökningen ger en ögonblicksbild av hjärnan vid just den tidpunkten. Eftersom personerna är undersökta vid ett enskilt tillfälle går det inte att veta om skillnaderna mellan de båda grupperna försvinner över tid eller om de är permanenta.

Forskningen har finansierats av bland annat Analytic Imaging Diagnostic Arena (AIDA) och ITEA/Vinnova-projektet ASSIST, samt Wallenberg centrum för molekylär medicin vid Linköpings universitet.

Artikeln: MRI with generalized diffusion encoding reveals damaged white matter in patients previously hospitalized for COVID-19 and with persisting symptoms at follow-up, (2023), Deneb Boito, Anders Eklund, Anders Tisell, Richard Levi, Evren Özarslan och Ida Blystad, Brain Communications Volume 5 Issue 6 2023, publicerad online 22 oktober 2023, doi: 10.1093/braincomms/fcad284

Första MR-artikeln från LinCos-studien:Brain MRI and neuropsychological findings at long-term follow-up after COVID-19 hospitalisation: an observational cohort study, Hellgren L, Birberg Thornberg U, Samuelsson K, Levi R, Divanoglou A, Blystad I, BMJ Open 2021 Oct 27;11(10):e055164. doi: 10.1136/bmjopen-2021-055164

För mer information, kontakta gärna:

Ida Blystad, överläkare, ida.blystad@liu.se