Normaalin aivokartoituksen luominen ja merkittävien aivosairauksien yksilöllisen diagnoosin tutkimus

Vuonna 2022 Maailman terveysjärjestö (WHO) julkaisi politiikka-asiakirjan, jossa kehotettiin kiinnittämään huomiota aivojen terveyteen ja neurologisiin sairauksiin. Kiinan "14. viisivuotissuunnitelmassa" aivotieteen tutkimus on nimetty yhdeksi keskeisistä tutkimusalueista, ja sen kehitystavoitteena on edistää aivojen perusmekanismien ymmärtämistä ja vastata väestön aivojen terveyden parantamistarpeisiin. Aivojen kehityksen ja ikääntymisen ymmärtäminen terveillä yksilöillä on edellytys neurologisten sairauksien ymmärtämiselle. Veri-aivoesteen toiminta on ratkaisevan tärkeää aivojen terveyden ylläpitämisessä, ja sillä on keskeinen rooli suurten aivosairauksien esiintymisessä ja kehittymisessä. Tällä hetkellä ei kuitenkaan ole olemassa standardoituja viitearvoja aivojen rakenteellisen kuvantamisen arvioimiseksi, ja vielä vähemmän tiedetään muutoksista veri-aivoesteen toiminnassa terveillä populaatioilla. Tämä haittaa merkittävästi aivojen terveyden ymmärtämistä, merkittävien aivosairauksien patologiaa ja kykyä tehdä varhaisia ​​yksilöllisiä diagnooseja ja hoitoja. Lisäksi, vaikka toiminnallisesta magneettikuvauksesta (fMRI) on tullut olennainen neurotieteen tutkimusväline, sen kliininen soveltaminen on edelleen täynnä vaikeuksia, mikä johtuu pääasiassa standardoitujen kvantitatiivisten arviointimenetelmien puutteesta. Vuonna 2022 luotiin kansainväliset aineistot, jotka kattavat ihmisen eliniän, ja rakennetut prosenttipistekäyrät paljastivat aivojen kehityksen populaatiomallit ja yksilölliset erot tarjoten lupaavan standardoidun työkalun aivojen terveyden ja sairauksien arviointiin. Siitä huolimatta olemassa olevilla aivojen kuvantamisen karakterisoinneilla on edelleen joitain rajoituksia: (1) normaalien viitearvojen puute aivojen kuvantamisrakenteille Kiinan väestössä; (2) aivojen toiminnan indikaattorikaavioiden puuttuminen, kuten toiminnallinen yhteys ja aivoverenvirtaus, erityisesti mitä tulee veri-aivoesteen muutosten kriittiseen rooliin merkittävissä aivosairauksien transformaatioissa; (3) Aivokaavioiden käyttöarvosta merkittävien aivosairauksien diagnosoinnissa ja hoidossa ei ole systemaattista tutkimusta. Siksi aivojen rakenteen ja toiminnan kuvantamiskaavioiden (normaalit viitearvot) laatiminen Kiinan väestölle on välttämätöntä, ja se on kiireellinen tieteellinen ja kliininen kysymys, johon on puututtava.

Kiinan normaaliväestön neuroimaging-tietokannan perustaminen: Tutkijat pyrkivät perustamaan Kiinan suurimman neurokuvantamistutkimuskohortin, joka koostuu 10 000 osallistujasta, joilla on laaja ikähaarukka (6-90 vuotta), tasapainoinen sukupuolijakauma ja edustus yli 30 keskuksesta. valtakunnallisesti, mikä varmistaa skannauslaitteiden tasapainoisen jakelun. Yhdistettyjen koneoppimismenetelmien avulla tutkimuksessa käsitellään tietosuoja- ja turvallisuusnäkökohtia. Tämä projekti sisältää ensisijaisesti: ① Neurokuvantamistietojen retrospektiivinen kerääminen 5 000 osallistujalta valtakunnallisesti, keskittyen pääasiassa 3DT1WI- ja 3DFLAIR-kuvantaan sekä myös demografisten perustietojen, terveydentilan ja neuropsykologisten arvioiden kerääminen. ② Potentiaalinen neurokuvantamiskohortti, jossa on 5 000 osallistujaa normaalista Kiinan väestöstä, mukaan lukien multimodaaliset kuvantamissekvenssit (3DT1WI, 3DFLAIR, DKI, ASL, VEXI ja lepotilan fMRI) sekä yksityiskohtaiset demografiset tiedot, neuropsykologiset arvioinnit, standardoidut kyselylomakkeet ja perustutkimukset. fyysiset tarkastukset. Multimodaalisia neurokuvantamistietoja ja neuropsykologisia arviointeja kerätään kahdella seurantakerralla (1 vuoden ja 2 vuoden välein). Kerätyistä multimodaalisista aivokuvauksista veri-aivoesteen läpäisevyyttä kuvaava menetelmä on verisuonten vedenvaihto MRI (VEXI), joka käyttää vesimolekyylejä luonnollisina sisäisinä merkkiaineina veri-aivoesteen toiminnan mittaamiseen.

Aivojen rakenne- ja toimintakaavioiden laatiminen normaalille Kiinan väestölle: Perustuu retrospektiivisiin ja prospektiivisiin neuroimaging-tietoihin normaalista kiinalaispopulaatiosta, standardoituja mallinnusmenetelmiä (mukaan lukien yleistetyt additiiviset sekamallit [GAMLSS] ja Gaussin prosessiregressio [GPR]) luoda rakenteellisia aivojen kaavioita. Nämä kaaviot sisältävät: ① Koko aivojen tilavuudet (harmaan aineen tilavuus [GMV], valkoisen aineen tilavuus [WMV], kallonsisäinen kokonaistilavuus [TIV] jne.), 148 aivoalueen tilavuudet ja aivokuoren ytimien tilavuudet. ② Valkoisen aineen kuitutraktit (48 valkoisen aineen kuitutraktia ja diffuusiometriikka, mukaan lukien fraktiaalinen anisotropia [FA], keskimääräinen kurtoosi [MK], keskimääräinen diffuusio [MD] jne.) ja toiminnalliset aivokaaviot, jotka sisältävät: ① Veri-aivoeste läpäisevyys; ② Aivoverenkierto (CBF); ③ Paikalliset aivotoiminnan indikaattorit (alueellinen homogeenisuus [ReHo], matalataajuisten vaihteluiden amplitudi [ALFF] jne.); ④ Maailmanlaajuinen toiminnallinen liitettävyys; ja ⑤ muun muassa aivoverkostoanalyysi (paikallinen ja globaali tehokkuus).