Zavedení normálního mapování mozku a výzkum individualizované diagnostiky závažných mozkových chorob

V roce 2022 vydala Světová zdravotnická organizace (WHO) politický dokument vyzývající k pozornosti věnované zdraví mozku a neurologickým onemocněním. V čínském „14. pětiletém plánu“ je výzkum mozkové vědy označen za jednu z klíčových oblastí výzkumu s cílem rozvoje podporovat porozumění základním mozkovým mechanismům a uspokojovat potřeby pro zlepšení zdraví mozku v populaci. Pochopení vývoje mozku a stárnutí u zdravých jedinců je předpokladem pro pochopení neurologických onemocnění. Funkce hematoencefalické bariéry je zásadní pro udržení zdraví mozku a hraje ústřední roli při výskytu a rozvoji hlavních mozkových onemocnění. V současnosti však chybí standardizované referenční hodnoty pro hodnocení strukturního zobrazování mozku a ještě méně je známo o změnách ve funkci hematoencefalické bariéry u zdravé populace. To výrazně brání porozumění zdraví mozku, patologii hlavních mozkových onemocnění a schopnosti provádět včasné individualizované diagnózy a léčby. Kromě toho, ačkoli se funkční magnetická rezonance (fMRI) stala základním výzkumným nástrojem v neurovědách, její klinická aplikace je stále plná potíží, především kvůli nedostatku standardizovaných metod kvantitativního hodnocení. V roce 2022 byly vytvořeny mezinárodní soubory dat pokrývající délku lidského života a sestrojené percentilové křivky odhalily populační vzorce vývoje mozku a individualizované rozdíly, což nabízí slibný standardizovaný nástroj pro hodnocení zdraví mozku a nemocí. Stávající charakterizace zobrazení mozku však stále mají určitá omezení: (1) nedostatek normálních referenčních hodnot pro struktury zobrazení mozku v čínské populaci; (2) absence diagramů indikátorů mozkových funkcí, jako je funkční konektivita a perfuze mozkového krevního toku, zejména s ohledem na kritickou roli změn hematoencefalické bariéry při transformaci závažných mozkových onemocnění; (3) Aplikační hodnota mozkových tabulek při diagnostice a léčbě závažných mozkových onemocnění postrádá systematický výzkum. Proto je vytvoření diagramů zobrazení struktury a funkcí mozku (normální referenční hodnoty) pro čínskou populaci naprosto nezbytné a představuje naléhavý vědecký a klinický problém, který je třeba řešit.

Zřízení databáze neuroimagingu normální populace v Číně: Cílem vyšetřovatelů je vytvořit největší výzkumnou kohortu neurozobrazování v Číně sestávající z 10 000 účastníků se širokým věkovým rozmezím (6–90 let), vyváženým rozdělením pohlaví a zastoupením z více než 30 center. celostátní, zajišťující vyváženou distribuci snímacích zařízení. Pomocí federovaných metod strojového učení se studie bude zabývat otázkami ochrany osobních údajů a bezpečnosti. Tento projekt zahrnuje především: ① Retrospektivní sběr neuroimagingových dat od 5 000 účastníků z celé země se zaměřením především na 3DT1WI a 3DFLAIR imaging a také sběr základních demografických informací, zdravotního stavu a neuropsychologických hodnocení. ② Prospektivní neuroimagingová kohorta 5 000 účastníků z normální čínské populace, včetně multimodálních zobrazovacích sekvencí (3DT1WI, 3DFLAIR, DKI, ASL, VEXI a fMRI v klidovém stavu), spolu s podrobnými demografickými informacemi, neuropsychologickými hodnoceními, standardizovanými dotazníky a základními fyzikální vyšetření. Data z multimodálního neurozobrazení a neuropsychologická hodnocení budou shromažďována ve dvou kontrolách (1letý a 2letý interval). Mezi shromážděnými multimodálními zobrazeními mozku je metodou odrážející permeabilitu hematoencefalické bariéry vaskulární výměna vody MRI (VEXI), která využívá molekuly vody jako přirozené vnitřní indikátory k měření funkce hematoencefalické bariéry.

Vytvoření diagramů struktury a funkcí mozku pro normální čínskou populaci: Na základě retrospektivních a prospektivních neurozobrazovacích dat od normální čínské populace budou použity standardizované metody modelování (včetně Generalized Additive Mixed Models [GAMLSS] a Gaussian Process Regression [GPR]). vytvářet strukturní diagramy mozku. Tyto grafy budou obsahovat: ① Objemy celého mozku (objem šedé hmoty [GMV], objem bílé hmoty [WMV], celkový intrakraniální objem [TIV] atd.), objemy 148 oblastí mozku a objemy subkortikálních jader. ② Vláknové trakty bílé hmoty (48 vláknových traktů bílé hmoty a difúzní metriky, včetně frakční anizotropie [FA], střední kurtózy [MK], střední difuzivity [MD] atd.) a funkční mozkové tabulky, které zahrnují: ① Hematoencefalickou bariéru propustnost; ② průtok krve mozkem (CBF); ③ Lokální indikátory mozkové aktivity (regionální homogenita [ReHo], amplituda nízkofrekvenčních fluktuací [ALFF] atd.); ④ Globální funkční konektivita; a ⑤ mimo jiné analýza mozkové sítě (lokální a globální efektivita).