Establecimiento de mapeo del cerebro normal e investigación sobre el diagnóstico individualizado de las principales enfermedades cerebrales

En 2022, la Organización Mundial de la Salud (OMS) publicó un documento de política llamando la atención sobre la salud cerebral y las enfermedades neurológicas. En el "14º Plan Quinquenal" de China, la investigación en ciencias del cerebro está designada como una de las áreas de investigación clave, con el objetivo de desarrollo de promover la comprensión de los mecanismos cerebrales fundamentales y satisfacer las necesidades de mejorar la salud cerebral de la población. Comprender el desarrollo del cerebro y el envejecimiento en individuos sanos es un requisito previo para comprender las enfermedades neurológicas. La función de la barrera hematoencefálica es crucial para mantener la salud del cerebro y desempeña un papel central en la aparición y el desarrollo de enfermedades cerebrales importantes. Sin embargo, actualmente faltan valores de referencia estandarizados para la evaluación de imágenes estructurales del cerebro, y se sabe aún menos sobre los cambios en la función de la barrera hematoencefálica en poblaciones sanas. Esto dificulta significativamente la comprensión de la salud del cerebro, la patología de las principales enfermedades cerebrales y la capacidad de realizar diagnósticos y tratamientos tempranos e individualizados. Además, aunque la resonancia magnética funcional (fMRI) se ha convertido en una herramienta de investigación esencial en neurociencia, su aplicación clínica todavía está plagada de dificultades, principalmente debido a la falta de métodos de evaluación cuantitativa estandarizados. En 2022, se establecieron conjuntos de datos internacionales que cubren la esperanza de vida humana y las curvas de percentiles construidas revelaron patrones poblacionales de desarrollo cerebral y diferencias individualizadas, ofreciendo una herramienta estandarizada prometedora para evaluar la salud y las enfermedades del cerebro. Sin embargo, las caracterizaciones de imágenes cerebrales existentes todavía tienen algunas limitaciones: (1) la falta de valores de referencia normales para las estructuras de imágenes cerebrales en la población china; (2) la ausencia de gráficos indicadores de la función cerebral, como la conectividad funcional y la perfusión del flujo sanguíneo cerebral, especialmente con respecto al papel fundamental de los cambios de la barrera hematoencefálica en la transformación de las principales enfermedades cerebrales; (3) El valor de la aplicación de los gráficos cerebrales en el diagnóstico y tratamiento de las principales enfermedades cerebrales carece de una investigación sistemática. Por lo tanto, la construcción de gráficos de imágenes de la estructura y función del cerebro (valores de referencia normales) para la población china es imperativo y representa una cuestión científica y clínica urgente que debe abordarse.

Establecimiento de la base de datos de neuroimagen de la población normal de China: los investigadores tienen como objetivo establecer la cohorte de investigación de neuroimagen más grande de China, que consta de 10.000 participantes, con un amplio rango de edad (6-90 años), distribución equilibrada de género y representación de más de 30 centros a nivel nacional, asegurando una distribución equilibrada de los dispositivos de escaneo. Utilizando métodos federados de aprendizaje automático, el estudio abordará las cuestiones de seguridad y privacidad de los datos. Este proyecto incluye principalmente: ① Recopilación retrospectiva de datos de neuroimagen de 5000 participantes en todo el país, centrándose principalmente en imágenes 3DT1WI y 3DFLAIR, y también recopilando información demográfica básica, estado de salud y evaluaciones neuropsicológicas. ② Una cohorte prospectiva de neuroimagen de 5000 participantes de la población normal china, que incluye secuencias de imágenes multimodales (3DT1WI, 3DFLAIR, DKI, ASL, VEXI y fMRI en estado de reposo), junto con información demográfica detallada, evaluaciones neuropsicológicas, cuestionarios estandarizados y conocimientos básicos. exámenes físicos. Se recopilarán datos de neuroimagen multimodal y evaluaciones neuropsicológicas en dos seguimientos (intervalos de 1 y 2 años). Entre las imágenes cerebrales multimodales recopiladas, el método que refleja la permeabilidad de la barrera hematoencefálica es la resonancia magnética de intercambio vascular de agua (VEXI), que utiliza moléculas de agua como trazadores internos naturales para medir la función de la barrera hematoencefálica.

Establecimiento de gráficos de estructura y función cerebral para la población normal china: basándose en datos de neuroimagen retrospectivos y prospectivos de la población normal china, se utilizarán métodos de modelado estandarizados (incluidos los modelos mixtos aditivos generalizados [GAMLSS] y la regresión del proceso gaussiano [GPR]) para crear gráficos cerebrales estructurales. Estos gráficos incluirán: ① Volúmenes de todo el cerebro (volumen de materia gris [GMV], volumen de materia blanca [WMV], volumen intracraneal total [TIV], etc.), los volúmenes de 148 regiones del cerebro y los volúmenes de los núcleos subcorticales. ② Tractos de fibras de materia blanca (48 tractos de fibras de materia blanca y métricas de difusión, incluida la anisotropía fraccional [FA], la curtosis media [MK], la difusividad media [MD], etc.) y gráficos cerebrales funcionales, que incluyen: ① Barrera hematoencefálica permeabilidad; ② Flujo sanguíneo cerebral (FSC); ③ Indicadores locales de actividad cerebral (homogeneidad regional [ReHo], amplitud de fluctuaciones de baja frecuencia [ALFF], etc.); ④ Conectividad funcional global; y ⑤ Análisis de redes cerebrales (eficiencia local y global), entre otros.