Jordens magnetfelt kan få en kompasnål til at bevæge sig, men et magnetfelt 140.000 gange så stærkt kan hjælpe forskerne til at kigge ind i menneskets hjerne.
Derfor er en ultrastærk magnet hjertet i den avancerede MR-skanner, der er placeret på Hvidovre Hospital, men som siden 2016 har stået til rådighed for alle danske forskere.
Med skanneren kan man få uhyre detaljerede billeder af vævet i kroppen.
Desuden kan den give indblik i den kemiske sammensætning af vævet.
\ Serie: Danmarks dyre dimser
Denne artikel er fjerde del af en serie, hvor vi fortæller om fem af Danmarks dyreste maskiner tilegnet forskningen – hvad de kan, og hvem der bruger de vilde, videnskabelige værktøjer.
Læs også:
- Danmarks største partikelaccelerator tiltrækker forskere til Aarhus
- Vindmøllevinger møder tredobbelt orkan på DTU
- Supermikroskop tager 3D-billeder af livets molekyler
Fælles for de kostbare forskningsfaciliteter er, at de ikke blot anvendes af en enkelt forskergruppe, men står til rådighed for mange forskere fra universiteter og industrien.
Skanneren bruges ikke direkte i forbindelse med behandling af patienter – det er den ikke godkendt til – men kun til forskningsprojekter, hvor især hjerneforskere prøver at forstå hjernen og dens sygdomme bedre.
I internationale liga
»Skanneren er unik i Danmark. Den kan måle aktiviteten forskellige steder i hjernen i alle detaljer, og det er næsten kun ens fantasi, der sætter grænser for, hvad den kan bruges til,« fortæller Esben Thade Petersen, der er seniorforsker på The Danish Research Centre for Magnetic Resonance (DRCMR) ved Hvidovre Hospital og samtidig lektor på Danmarks Tekniske Universitet.
»Vi har været lidt bagud, men med 7T-skanneren er vi endelig med i den internationale superliga for medicinsk billeddannelse.«
Kæmpemagnet gør forskellen
Magneten i den kraftigste af MR-skannerne hos DRCMR er på syv tesla (enheden for magnetisk fluxtæthed, altså et mål for, hvor tæt magnetfeltlinjerne ligger).
De mere almindelige MR-skannere, der bruges til at stille diagnoser på hospitalerne, har en magnet på halvanden eller tre tesla, og det gør hele forskellen.
Magnetfeltet frembringes af spoler, der holdes superledende af flydende helium, der nedkøler dem til minus 269 grader celsius.
Jo kraftigere magnetfelt, desto bedre billede kan der nemlig komme ud af skanningen. Opløsningen bliver højere, så forskerne kan se ganske små strukturer, forklarer Esben Thade Petersen:
»Vi kan zoome ind på de små detaljer og få en bedre forståelse for, hvordan hjernen arbejder. Vi kan for eksempel se aktiveringen af forskellige millimetertynde lag i hjernens grå substans.«
\ Læs mere
Forskerne kan læse dine tanker
Til hjerneforskningen bruges ikke mindst en teknik kaldet fMRI – functional magnetic resonance imaging – som gør det muligt at måle forskelle i blodets iltindhold og på den måde se de dele af hjernen, der er mest aktive.
På den måde kan forskerne se, hvordan forskellige dele af hjernen ‘lyser op’ ved udførsel af forskellige opgaver. De kan populært sagt læse vores tanker. Den teknik kan man læse mere om i artiklen Sådan læser forskerne dine tanker.
Forskerne kan også vælge at koncentrere sig om et særligt stof, for eksempel en bestemt neurotransmitter (et signalstof i hjernen). Med skanneren kan de se, hvor stoffet findes i hjernen, ved hjælp af en teknik, der kaldes spektroskopisk billeddannelse.
Andre kropsdele kan også studeres
Hjernen er i fokus, men det er ikke det eneste organ, skanneren kan undersøge, lyder det fra Esben Thade Petersen:
»Vi bruger den hovedsageligt til hjernen, men vi laver stadig flere studier af andre dele af kroppen. Det er en helkropsskanner, og den er også god til at undersøge stofskiftet andre steder end i hjernen.«
»Vi kan eksempelvis kigger på leveren og finde ud af, hvordan forskellige behandlingsmetoder påvirker diabetes-patienter, eller vi kan undersøge stofskiftet i muskelvæv.«
Vil løse migrænes gåde
Casper Christensen, der er læge og ph.d.-studerende ved Dansk Hovedpinecenter på Rigshospitalet i Glostrup, bruger skanneren til at blive klogere på migræne, fortæller han:
»Vi undersøger, hvad der sker i hjernen hos folk, der får migræneanfald. Vi giver raske forsøgspersoner og migrænepatienter medikamenter, som udløser migræneanfald, og så skanner vi dem før, under og efter anfaldet.«
»Vores mål er at forstå sygdommen bedre for at finde nye behandlingsmuligheder. Hvis vi kan finde en mekanisme i hjernen, som har at gøre med den smerte, som folk føler, når de har et migræneanfald, så kan vi måske udvikle en medicin, der retter sig mod den mekanisme.«
De mindste blodårer træder frem
I sit ph.d.-projekt kigger Casper Christensen på specifikke, meget små blodårer i hjernen. De er nærmest umulige at få øje på med de mindre kraftige skannere, som han tidligere har forsøgt sig med, men her hjælper 7T-skanneren gevaldigt:
»Opløsning er helt fantastisk. Pludselig kan vi se meget små blodårer og ganske små ændringer i dem. Vi ved fra tidligere, at blodårerne udvider sig under et migræneanfald, og at de trækker sig sammen, når vi giver medicin mod migræne.«
»Nu prøver jeg specifikt at se på de små blodårer, der sidder steder i kraniet, hvor man kan føle smerte – blodårer i de hinder, der omkredser hjernen.«
Hele forskningsprojektet hænger på 7T-skanneren, og selv om det måske ikke havde været helt umuligt at bruge en skanner andetsteds i verden, havde det gjort dette og andre danske projekter langt mere besværligt.
»Verdens førende migræne-eksperter arbejder her i Glostrup. Og der er det altså noget nemmere at tage til Hvidovre få kilometer væk end at skulle rejse ud i verden,« som Casper Christensen siger det.
\ Læs mere
Privat fond gav det meste
Skanneren kostede 66 millioner kroner, hvoraf Forsknings- og Innovationsstyrelsen gav 27,4 millioner kroner, mens 38,6 millioner kroner blev doneret fra The John and Birthe Meyer Foundation.
\ Atomer er små magneter
Kort fortalt fungerer en MR-skanner på den måde, at den måler svage radiobølger fra kroppens atomer. Specielt kernerne i brintatomerne fungerer som små magneter, og skannerens stærke magnetfelt får dem til at pege i samme retning.
Så skubber et radiosignal til atomkernerne, og når der slukkes for signalet, svarer de igen ved at udsende en form for ekko, der er afhængigt af vævstypen. Dette radioekko opfanges og analyseres, og på den måde kan forskerne skelne mellem forskelligt slags væv.
Fonden er ikke særligt kendt i offentligheden, men i årenes løb har den givet store millionbeløb til sundhedssektoren.
Alle forskningsinstitutioner kan få lov til at bruge skanneren, og den er godt booket.
Men det er ikke helt enkelt at få adgang, for forskerne skal først indsende deres forslag til en styregruppe på DRCMR og overbevise dem om, at forsøget giver mening, og at det overholder de internationale retningslinjer for god klinisk forskning (GCP).
Desuden skal projektet godkendes af den videnskabsetiske komité, Lægemiddelstyrelsen og Datatilsynet. Der er jo trods alt tale om forsøg med mennesker, så der skal være orden i sagerne.
Med det er besværet værd, for forskerne er ikke i tvivl om, at data fra 7T-skanneren giver ny viden om hjernen. Forhåbentlig kan denne viden omsættes til medicinske behandlinger, der kan gøre syge mennesker raske.
