学术新闻报道：新的MRI技术通过检测光敏血管的局部血流动力学来实现生物荧光成像 学术背景介绍 生物发光探针广泛应用于监测活体动物中生物医学相关的过程和细胞目标。然而，组织对可见光的吸收和散射极大地限制了生物发光检测的深度和分辨率。特别是在大脑中，由于颅骨对光子的阻挡，短波长光的传播受到限制，导致生物发光成像（Bioluminescence Imaging, BLI）的数据通常限制于浅层来源，并且大多是二维投影，缺乏深度信息。 为了克服这些限制，研究人员开发了光声层析成像和其他基于光散射重建的方法，但这些方法需先验知识和独立成像模式的解剖信息的注册。另一种方法是将生物发光输出局部转换为不同类型的信号，以便使用X射线层析成像、超声波或磁共振成像（MRI）等深度组织成像方式进行检测。尽管已经有一些...
MRI 引导的分阶段聚焦超声丘双侧 脑底核切除术治疗帕金森病 背景简介 帕金森病（Parkinson’s Disease, PD）是一种常见的神经退行性疾病，主要表现为运动症状如震颤、僵硬和运动迟缓。传统上，针对该病的治疗方法包括药物治疗和外科手术，而后者如深部脑刺激术（Deep Brain Stimulation, DBS）和放射频率外科手术也在不断发展。然而，单侧MRI引导下的聚焦超声丘脑底核切开术（FUS-STN）被证明可以改善患有不对称性帕金森病患者的对侧运动特征，目前尚未探讨双侧FUS-STN的可行性。单侧治疗可能无法提供全局的症状控制，尤其是疾病进行中未治疗的身体半侧可能出现运动恶化和轴性表现，如步态障碍。为此，本研究旨在评估分阶段双侧FUS-STN治疗帕金森病的安全性和有效性。...
与觉醒相关的皮层网络在神经活动和血流动力学中的差异耦合 学术背景 在没有特定感官输入或行为任务的情况下，大脑会产生结构化的活动模式。这种组织化的活动会受到觉醒状态的调节。觉醒与大脑皮层活动的关系对于理解神经网络的功能具有重要意义。先前的研究表明，觉醒水平会影响神经活动和血流动力学变化，但这些影响在不同皮层区域和行为状态下是否一致还不清楚。 论文来源 这篇论文由Lisa Meyer-Baese等人撰写，作者隶属于Emory University和Georgia Tech的生物医学工程系和生物学系。这篇论文于2024年5月在《Journal of Neuroscience》上发表。 研究流程 本文研究使用了广视野电压成像技术，研究了觉醒状态如何与自发行为头部固定的小鼠皮层网络电压和血流动力学活动...
利用单调性约束深度几何学习来预测阿尔茨海默病进展 背景介绍 阿尔茨海默症（Alzheimer’s Disease，AD）是一种破坏性的神经退行性疾病，逐步导致不可逆转的认知下降，最终导致痴呆。这种疾病的早期识别和预测进程对于临床诊断和治疗至关重要。因此，准确模型AD进程成为研究的关键焦点。 目前，许多研究采用结构磁共振成像（MRI）来进行AD进程建模，主要集中于以下三个方面：1）时间变异性；2）不完整的观察数据；3）时间几何特征。然而，尽管已有深度学习方法尝试解决数据变异和稀疏性问题，但仍然不足够关注内在几何特性，这些特性与AD进展中的脑区大小、厚度、体积和形状相关。 在此背景下，本文作者提出了一种新的几何学习方法，用于结合纵向MRI生物标志物和认知评分的建模，并提出了一种训练算法，通过单调...
Parkinson’s Disease研究报告：基底核-语言网络功能连接预测多巴胺对言语功能的调节 背景介绍 帕金森病（Parkinson’s Disease, PD）以运动障碍为主要特征，同时还伴有包括言语障碍在内的非运动症状，这严重影响患者的生活质量。尽管目前多巴胺药物（dopaminergic medication）在缓解运动症状方面具有显著效果，但其对言语功能的影响仍处于模糊不清的状态。本研究通过揭示多巴胺如何调节丘脑底核（subthalamic nucleus, STN）与语言网络的功能连接机制，探讨其对语音功能的调控。本研究试图填补多巴胺调控PD患者言语功能的关键知识空白，并为制定更有效的治疗策略提供基础。 论文来源 本研究论文题为《Subthalamic nucleus–lan...
与颞叶病变及其手术切除相关的连接组学重构 学术背景 人类大脑的组织结构逐渐被以网络的视角进行概念化和分析，这种方法极大地推动了对健康与疾病的理解。近年来，得益于神经影像技术和复杂数据分析的进展，这些方法得到了广泛应用。尤其是扩散磁共振成像（Diffusion MRI）技术的发展，使得研究人员能够近似地在体内绘制出大脑结构连接（结构性连结图谱，connectome），并通过系统性的表征大脑连通性，进一步揭示大脑功能网络的组织原则。 然而，尽管在这方面已经取得了一定进展，我们对局灶性病变如何调控大脑功能网络的理解仍然有限。药物难治性颞叶癫痫（Temporal Lobe Epilepsy，TLE）的前额颞叶切除术是目前最有效的控制癫痫发作的治疗方法，这使得这一癫痫综合症成为研究病变对大脑网络影响的...
单一数值脑活动评分与阿尔茨海默症病程关联的报告 引言 在老年群体中，认知能力的衰退和大脑结构的变化普遍存在，包括健康个体1-3。尤其是显性和情景记忆，作为储存、维持和提取单次事件能力的关键因素4，很容易受到老化相关的衰退影响，这种影响在阿尔茨海默症（AD）风险个体中更为明显5-8。然而，因为个体间的高度差异性9，将加速的（但仍正常的）认知衰退与临床前期AD区分开来是一个挑战。 轻度认知障碍（MCI），通常定义为可量化的认知衰退但保持日常生活中功能的正常10,11，是一种明确的AD风险状态。近期，有人将主观认知下降（SCD）定义为某种AD前期风险状态12,13。尽管与整体人口相比，患SCD和MCI的人群AD痴呆的风险增加，并非所有患有MCI者和更少的患有SCD者都会进展至痴呆，因此迫切需要确定...
利用颅内EEG-fMRI映射间歇性放电来预测癫痫手术效果 背景与目的 癫痫是一种常见的神经系统疾病，许多患者对药物治疗无效，因此外科手术成为其主要治疗手段之一。然而，如何准确定位癫痫发作生成区域（seizure onset zone, SOZ），以最大限度提高手术效果，始终是临床面临的重大挑战。间发性癫痫样放电（interictal epileptiform discharges, IED）的相关脑血氧水平依赖反应（blood oxygen level-dependent, BOLD）可能对于界定癫痫发作区具有关键意义。尽管这些技术自20世纪90年代以来在研究中有所应用，但在临床实践中仍被低估。为此，William Wilson等人开展了一项研究，旨在评估各种主观和客观方法定位临床相关区域的...
研究背景 本研究的核心关注点是灰质萎缩在神经炎症疾病中的表现。灰质萎缩通常出现在多发性硬化症（Multiple Sclerosis, MS）、抗水通道蛋白-4抗体阳性（Aquaporin-4 antibody-positive, AQP4+）和阴性（AQP4-）的视神经营养障碍光谱疾病（Neuromyelitis Optica Spectrum Disorders, NMOSD）以及髓鞘少突胶质细胞糖蛋白抗体相关疾病（Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein Antibody-Associated Disease, MOGAD）四类神经炎症性脱髓鞘病变中。理解这些疾病中灰质萎缩的病理生物学基础有助于其区别诊断并指导治疗策略。然而，目前仍缺乏对灰质萎缩机制的系统研...
脑小血管疾病中中脑-皮质通路损伤对认知、冷漠和步态的影响 背景与研究动机 脑小血管病（Small Vessel Disease, SVD）是一种复杂的脑疾病，主要涉及脑内小血管的多种病理改变，如白质高信号（White Matter Hyperintensities, WMH）、腔隙性梗死和脑微出血。已有研究表明，SVD与认知障碍、冷漠以及步态功能下降密切相关。但从整体上探讨这三种症状之间的相互关系及其潜在的共同神经基础的研究较为缺乏。本研究的动机在于探讨SVD中认知障碍、冷漠和步态功能下降之间的可能关联，以及这些临床特征是否与中脑-皮质和中脑-边缘通路的损伤有关。中脑-皮质和中脑-边缘通路中的多巴胺能神经元已知在认知控制、情绪调节和运动功能中发挥重要作用。因此，本研究将重点探讨这些通路的损伤...