神經電流磁共振方法追蹤神經活動的定位研究

《神經電流磁共振方法追蹤神經活動的定位研究》是依託西安交通大學，由王珏擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：神經電流磁共振方法追蹤神經活動的定位研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王珏
• 依託單位：西安交通大學

項目摘要

追蹤神經功能活動將使人類在神經系統的疾病診斷和早期發育研究方面獲得重大突破。然而，目前功能磁共振(fMRI)成像需耗時數十秒甚至數分鐘，不可能對毫秒級的神經活動進行準確描述。腦電圖和腦磁圖雖可達毫秒級解析度，但限於數學上逆問題無唯一解，難於對神經功能活動進行可靠的定位和定量分析。本項目擬研究1、利用烏龜小腦生理模型在核磁共振儀器中進行實驗測量研究，建立神經電流密度及其分布與磁共振譜的定量關係；2、建立神經功能活動時離子電流產生的生物磁場與核磁共振極化磁場作用下磁共振譜變化的分布參數模型，預測神經系統興奮活動時磁共振譜特性，並結合實驗數據，找出用磁共振技術跟蹤神經活動的最佳參數設定，最佳化參數模型。本課題組成員在同步記錄可控刺激電流下烏龜小腦電生理信號和磁共振信號方面已做了有價值的基礎工作。項目研究成果將為進一步臨床基礎研究奠定基礎，並為新一代磁共振儀器設計提供基本依據。

結題摘要

追蹤神經功能活動將使人類在神經系統的疾病診斷等方面獲得重大突破。基於動物實驗、神經電生理模型及模型建立仿真研究，獲得了以下成果：1、完成了烏龜小腦實驗和豬新腦皮層切片研究平台的搭建，建立神經電流生物磁場與磁共振極化磁場作用下磁共振譜變化的分布參數模型；2、研究通過模擬豬腦海馬CA3區腦組織在低場核磁共振條件下的核磁共振信號強度，探討通過SQUID等低場磁共振設備直接檢測神經電流活動磁信號的可行性；3、研究了神經電流偶極子模型假體在超低場下利用SQUID進行NMR檢測的特性，初步建立了神經偶極子作為AC場時的電流強度與NMR信號強度間的關係，並獲得當前檢測系統的檢測極限；4、提出了新的方法有效地在誘發活動中識別神經元之間的連線，並改進了相干性與GFP相結合的背景活動的量化方法；5、鋅對突觸穩態可塑性的調製作用及其機制研究；6、研究了參數不確定的分數階混沌系統、超混沌系統函式投影同步及參數辨識和HR神經元模型的分岔特性。這些成果為進一步研究神經電流檢測提供了理論和實踐基礎。項目執行期間發表國外學術期刊論文13篇，國核心心學術期刊論文3篇（SCI：11篇；EI：2篇）。申請中國發明專利1項,培養博士後、研究生共9名。