数字化地展开海马体,以更好地了解大脑疾病

数字化地展开海马体,以更好地了解大脑疾病
图1。在传统和多平面组织学切片上的海马子场拓扑示意图(数据来自[42]和[20]的切片)。(A)有和没有子场叠加的传统海马切片。通过海马体(顶部)的冠状切片是最常用的方向。特别是,海马头部(浅蓝色断线轮廓)和尾部(深蓝色断线)的切片显示由于平面外采样而不相邻。(B)海马左侧3D模型显示了冠状切片的大致位置(用未断裂或断裂的蓝线勾勒)。上图为全脑图像的矢状切片(用橙色标出)。右侧3D模型中的黑线显示了包括指状分叉和海马头尾内侧弯曲在内的褶皱。(C)沿海马弯曲轴的多平面重采样切片,有和没有子场重叠。每个图像轮廓的颜色对应于其在右侧三维海马模型(B)中采样的位置。子场的相邻性用黑线表示,并且在经典神经解剖学中(C)的所有切片中是一致的。 Abbreviations: CA, cornu ammonis; DG, dentate gyrus; Sub, subiculum. Credit: DOI: 10.1016/j.tins.2021.06.005

西方大学开发的一项新技术可以直观地消除大脑某个区域的皱纹和褶皱,这可能会为研究人员了解大脑疾病提供更准确的图像。

海马体是大脑的一个区域经常被临床医生和研究人员用来寻找了解的线索以及对治疗的反应.海马体由两个海马形状的大脑结构组成,位于大脑的中心,在记忆形成中起着重要作用。它是大脑中第一个显示出阿尔茨海默病和其他疾病损害的区域之一它与癫痫和重度抑郁症有关。

海马体的解剖结构因人而异,特别是在观察它自身折叠的方式时。

博士生乔丹·德克拉克说:“我们试图解决的基本问题是,海马体是折叠的,但它在两个人之间的折叠方式并不完全相同。”“我们采用的方法是数字化展开,这样我们就能更准确地比较患者之间的异常情况。”

该技术使用从磁共振成像(MRI)技术以数字方式将3D褶皱重建为2D结构——本质上是将褶皱熨平。

描述这项技术前景的论文发表在该杂志上神经科学发展趋势并且是DeKraker在Ali Khan和Stefan的监督下在西方Schulich医学和牙科学院的博士工作的顶峰Köhler。

大脑与心智研究所的心理学教授、首席研究员Köhler说:“很难在一个人身上找到海马体的某一部分,也很难在另一个人身上找到相应的部分,因为这种折叠在人与人之间存在差异。”“在处理临床问题时,能够做到这一点是相关的,因为你必须考虑哪些是正常变异性的一部分,哪些是临床异常的独特之处。在这个层面上,这项技术在未来将真正有所帮助。”

该团队在研究了使用北美最强大的MRI磁体之一罗伯特研究所(Robarts Research Institute)的超高场MRI获得的患者的成像数据后,开始开发这项技术,这些数据产生了超高分辨率的大脑图像。这些图像使他们能够看到患者之间折叠模式的差异,这是低分辨率成像无法看到的。

接下来,该团队正在开发一个基于网络的应用程序,允许临床医生和研究人员输入他们的成像数据,并使用人工智能以同样的方式展开海马体。

“对于癫痫,这可能有助于提供一种高分辨率的方法,帮助外科医生确定大脑的哪个部位进行治疗、切除或植入电极,”舒利奇医学与牙科助理教授、加拿大计算神经成像研究主席、罗伯茨研究所的科学家Khan说。

对于阿尔茨海默病,它可能提供一个更敏感的标记,在疾病症状出现之前显示大脑的早期变化。对于其他神经退行性疾病或精神疾病,如重度抑郁症,它可以提供一个跟踪治疗反应的标记。

更多信息:Jordan DeKraker等,基于表面的海马亚场分割,神经科学发展趋势(2021)。DOI: 10.1016 / j.tins.2021.06.005

所提供的西安大略大学
引用:以数字方式展开海马体以更好地理解大脑疾病(2021年,7月27日)检索自2023年1月18日//www.puressens.com/news/2021-07-digitally-unfolding-hippocampus-brain-disorders.html
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