Établissement d'une cartographie cérébrale normale et recherche sur le diagnostic individualisé des principales maladies cérébrales

En 2022, l’Organisation mondiale de la santé (OMS) a publié un document politique appelant à prêter attention à la santé cérébrale et aux maladies neurologiques. Dans le « 14e plan quinquennal » de la Chine, la recherche en sciences du cerveau est désignée comme l'un des domaines de recherche clés, avec pour objectif de développement de promouvoir la compréhension des mécanismes cérébraux fondamentaux et de répondre aux besoins d'amélioration de la santé cérébrale de la population. Comprendre le développement cérébral et le vieillissement chez des individus en bonne santé est une condition préalable à la compréhension des maladies neurologiques. La fonction de la barrière hémato-encéphalique est essentielle au maintien de la santé du cerveau et joue un rôle central dans l’apparition et le développement de maladies cérébrales majeures. Cependant, il y a actuellement un manque de valeurs de référence standardisées pour l’évaluation de l’imagerie structurelle cérébrale, et on en sait encore moins sur les modifications de la fonction de la barrière hémato-encéphalique dans les populations saines. Cela entrave considérablement la compréhension de la santé cérébrale, de la pathologie des principales maladies cérébrales et la capacité de poser des diagnostics et des traitements précoces et individualisés. De plus, bien que l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) soit devenue un outil de recherche essentiel en neurosciences, son application clinique reste semée d’embûches, principalement en raison du manque de méthodes d’évaluation quantitative standardisées. En 2022, des ensembles de données internationaux couvrant la durée de vie humaine ont été établis et les courbes centiles construites ont révélé des modèles de développement cérébral et des différences individualisées dans la population, offrant ainsi un outil standardisé prometteur pour évaluer la santé et les maladies du cerveau. Néanmoins, les caractérisations d'imagerie cérébrale existantes présentent encore certaines limites : (1) le manque de valeurs de référence normales pour les structures d'imagerie cérébrale dans la population chinoise ; (2) l'absence de tableaux d'indicateurs de la fonction cérébrale, tels que la connectivité fonctionnelle et la perfusion du flux sanguin cérébral, en particulier en ce qui concerne le rôle critique des modifications de la barrière hémato-encéphalique dans la transformation majeure des maladies cérébrales ; (3) La valeur d’application des diagrammes cérébraux dans le diagnostic et le traitement des principales maladies cérébrales manque de recherches systématiques. Par conséquent, la construction de graphiques d’imagerie de la structure et des fonctions cérébrales (valeurs de référence normales) pour la population chinoise est impérative et représente un problème scientifique et clinique urgent qui doit être résolu.

Création de la base de données chinoise de neuroimagerie de la population normale : les enquêteurs visent à établir la plus grande cohorte de recherche en neuroimagerie en Chine, composée de 10 000 participants, avec une large tranche d'âge (6 à 90 ans), une répartition équilibrée entre les sexes et une représentation de plus de 30 centres à l’échelle nationale, garantissant une répartition équilibrée des appareils de numérisation. À l’aide de méthodes d’apprentissage automatique fédéré, l’étude abordera les problèmes de confidentialité et de sécurité des données. Ce projet comprend principalement : ① Collecte rétrospective de données de neuroimagerie auprès de 5 000 participants à l'échelle nationale, se concentrant principalement sur l'imagerie 3DT1WI et 3DFLAIR, et collectant également des informations démographiques de base, l'état de santé et des évaluations neuropsychologiques. ② Une cohorte prospective de neuroimagerie de 5 000 participants de la population normale chinoise, comprenant des séquences d'imagerie multimodales (3DT1WI, 3DFLAIR, DKI, ASL, VEXI et IRMf à l'état de repos), ainsi que des informations démographiques détaillées, des évaluations neuropsychologiques, des questionnaires standardisés et des informations de base. examens physiques. Les données de neuroimagerie multimodales et les évaluations neuropsychologiques seront collectées à deux suivis (intervalles de 1 an et 2 ans). Parmi les images cérébrales multimodales collectées, la méthode reflétant la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique est l’IRM vasculaire à échange d’eau (VEXI), qui utilise des molécules d’eau comme traceurs internes naturels pour mesurer la fonction de la barrière hémato-encéphalique.

Établissement de diagrammes de structure et de fonctions cérébrales pour la population normale chinoise : sur la base de données de neuroimagerie rétrospectives et prospectives de la population normale chinoise, des méthodes de modélisation standardisées (y compris les modèles mixtes additifs généralisés [GAMLSS] et la régression du processus gaussien [GPR]) seront utilisées pour créer des diagrammes structurels du cerveau. Ces graphiques comprendront : ① Les volumes du cerveau entier (volume de matière grise [GMV], volume de matière blanche [WMV], volume intracrânien total [TIV], etc.), les volumes de 148 régions cérébrales et les volumes de noyaux sous-corticaux. ② Tracts de fibres de substance blanche (48 faisceaux de fibres de substance blanche et mesures de diffusion, y compris l'anisotropie fractionnée [FA], l'aplatissement moyen [MK], la diffusivité moyenne [MD], etc.) et les diagrammes cérébraux fonctionnels, qui comprennent : ① Barrière hémato-encéphalique perméabilité; ② Débit sanguin cérébral (CBF) ; ③ Indicateurs locaux de l'activité cérébrale (homogénéité régionale [ReHo], amplitude des fluctuations à basse fréquence [ALFF], etc.) ; ④ Connectivité fonctionnelle globale ; et ⑤ Analyse du réseau cérébral (efficacité locale et globale), entre autres.