9.4T下猴脊髓損傷後大腦結構可塑性的磁共振成像研究

《9.4T下猴脊髓損傷後大腦結構可塑性的磁共振成像研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由錢俊超擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：9.4T下猴脊髓損傷後大腦結構可塑性的磁共振成像研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：錢俊超
• 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院

項目摘要

脊髓損傷導致破壞性的感覺和運動功能缺失，嚴重影響病人的生存質量，並給社會造成沉重的經濟負擔。脊髓局部受到損傷後會誘發大腦結構和功能可塑性變化，其中結構改變會對損傷後功能重組產生重大影響，近年來引起國內外學者特別關注。然而，目前對脊髓損傷後大腦結構可塑性的研究缺乏直接有效的觀察手段。高場下相位對比磁共振成像可以清楚地顯示大腦皮質層狀亞結構和灰質中的微小白質，可以套用到脊髓損傷後大腦結構變化研究中，但相關的研究未見有報導。本項目擬以猴脊髓損傷模型為研究對象，通過在9.4T高場下利用相位對比磁共振成像、磁共振波譜成像等技術結合組織病理學方法，對損傷後大腦結構可塑性變化進行研究。研究內容包括脊髓損傷後大腦結構變化、隨時間演變過程及其代謝和細胞機制。研究結果將明確相位對比磁共振成像在大腦結構可塑性變化套用方面的價值，為進一步研究脊髓損傷後大腦功能可塑性變化、臨床治療方法提供重要的實驗基礎。

結題摘要

脊髓損傷導致神經元死亡，軸突損傷和脫髓鞘，通常會引起暫時性或永久性的運動、感覺或自主神經功能的中斷，出現嚴重的臨床功能損害。這個損傷後的結果很大程度上取決於脊髓組織結構和損傷的部位。脊髓損傷後不僅脊髓，大腦也會出現結構上的改變。因此，尋求新的能關聯臨床功能表現的生物標記物是很有必要的。近年來，有研究者利用活體擴散張量成像（diffusion tensor imaging, DTI）研究脊髓損傷病人或者脊髓損傷模型動物的感覺運動皮層和皮質脊髓束的白質的微結構改變。然而，為了獲得高解析度擴散張量成像，通常需要耗費較長時間，對運動偽影敏感並且對成像梯度線圈的性能要求非常高。 近年來，利用標準梯度回波序列得到的相位對比磁共振成像（phase contrast MRI）由於相比傳統的幅值圖像表現出來的優異的灰白質對比度，因而獲得越來越多的套用。儘管大腦的磁共振成像相位對比機制仍然還不明確，但一些研究表明此相位對比可能主要與髓鞘有關。相位對比磁共振成像已經在觀察髓鞘形成，脫髓鞘和軸突損傷方面表現出了潛在的套用價值。尤其高場（9.4 T）下相位對比磁共振成像的灰質和白質之間的對比度更是比傳統幅值圖像有數倍甚至一個數量級的提高。 基於大鼠第9胸髓半切損傷模型，本項目中利用擴散張量成像和相位對比磁共振成像來研究大鼠脊髓損傷後大腦可塑性變化。同時，結合組織病理學方法觀察大腦相關區域的病理改變情況。結果表明脊髓損傷後2周大腦神經纖維束即可出現可塑性變化，擴散張量磁共振成像和相位對比磁共振成像能夠觀察到這些可塑性變化。另外，結果進一步證明了在成年大鼠大腦的白質區域，髓鞘是其相位對比的主要來源。