正常脳マッピングの確立と主要な脳疾患の個別診断に関する研究

2022年、世界保健機関（WHO）は脳の健康と神経疾患への注意を呼びかける政策文書を発表した。 中国の「第14次5カ年計画」では、脳科学研究が主要研究分野の1つとして指定されており、基本的な脳メカニズムの理解を促進し、国民の脳の健康改善のニーズに応えるという開発目標が掲げられている。 健康な人の脳の発達と老化を理解することは、神経疾患を理解するための前提条件です。 血液脳関門の機能は脳の健康を維持するために極めて重要であり、主要な脳疾患の発生と発症において中心的な役割を果たしています。 しかし、現在、脳構造画像評価のための標準化された基準値が不足しており、健康な集団における血液脳関門機能の変化についてはさらにほとんど知られていません。 これは、脳の健康状態、主要な脳疾患の病理の理解、および個別化された診断と治療を早期に行う能力を著しく妨げています。 さらに、機能的磁気共鳴画像法 (fMRI) は神経科学において不可欠な研究ツールとなっていますが、主に標準化された定量的評価方法が存在しないために、その臨床応用には依然として困難が伴います。 2022 年に、人間の寿命をカバーする国際的なデータセットが確立され、構築されたパーセンタイル曲線により、脳の発達に関する集団パターンと個人差が明らかになり、脳の健康と疾患を評価するための有望な標準化ツールが提供されました。 それにもかかわらず、既存の脳画像の特徴付けには依然としていくつかの制限があります。(1) 中国人の脳画像構造の正常な基準値が欠如していること。 (2) 特に主要な脳疾患の変化における血液脳関門の変化の重要な役割に関する、機能的接続や脳血流灌流などの脳機能指標チャートの欠如。 (3) 主要な脳疾患の診断と治療における脳カルテの応用価値については、体系的な研究が不足しています。 したがって、中国人の脳の構造と機能の画像チャート（正常な基準値）を作成することは不可欠であり、対処する必要がある緊急の科学的および臨床的問題を表しています。

中国正常人口神経画像データベースの確立：研究者らは、幅広い年齢層（6～90歳）、バランスのとれた性別分布、30以上のセンターからの代表者からなる10,000人の参加者からなる中国最大の神経画像研究コホートを確立することを目指している。全国に分散し、スキャン デバイスのバランスのとれた配置を確保します。 この研究では、フェデレーテッド機械学習手法を使用して、データのプライバシーとセキュリティの問題に対処します。 このプロジェクトには主に以下の内容が含まれます。 ① 全国 5,000 人の参加者からの神経画像データの遡及的収集。主に 3DT1WI および 3DFLAIR イメージングに焦点を当て、基本的な人口統計情報、健康状態、および神経心理学的評価も収集します。 ② 中国の正常人口からの 5,000 人の参加者からなる前向き神経画像コホート。これには、マルチモーダル画像シーケンス (3DT1WI、3DFLAIR、DKI、ASL、VEXI、安静時 fMRI)、詳細な人口統計情報、神経心理学的評価、標準化された質問票、および基本的なデータが含まれます。身体検査。 多峰性の神経画像データと神経心理学的評価は、2 回の追跡調査 (1 年間隔と 2 年間隔) で収集されます。 収集されたマルチモーダル脳画像のうち、血液脳関門の透過性を反映する方法は、水分子を天然の内部トレーサーとして使用して血液脳関門機能を測定する血管水交換MRI（VEXI）です。

中国人正常集団の脳構造と機能図の確立: 中国人正常集団からの遡及的および前向き神経画像データに基づいて、標準化されたモデリング手法 (一般化加法混合モデル [GAMLSS] およびガウス過程回帰 [GPR] を含む) が使用されます。構造的な脳のチャートを作成します。 これらのチャートには、以下が含まれます。 ① 全脳容積 (灰白質容積 [GMV]、白質容積 [WMV]、総頭蓋内容積 [TIV] など)、148 の脳領域の容積、および皮質下核容積。 ② 白質線維路（48 個の白質線維路と拡散指標、異方性率 [FA]、平均尖度 [MK]、平均拡散率 [MD] など）および脳機能図。以下のものが含まれます。 ① 血液脳関門透過性; ②脳血流（CBF）； ③局所的な脳活動指標（領域均一性[ReHo]、低周波変動振幅[ALFF]など）。 ④ グローバルな機能接続性。 ⑤ 脳ネットワーク分析（局所効率と全体効率）など。