Estabelecimento de mapeamento cerebral normal e pesquisa sobre diagnóstico individualizado das principais doenças cerebrais

Em 2022, a Organização Mundial da Saúde (OMS) emitiu um documento político apelando à atenção à saúde do cérebro e às doenças neurológicas. No "14º Plano Quinquenal" da China, a investigação em ciências do cérebro é designada como uma das principais áreas de investigação, com o objectivo de desenvolvimento de promover a compreensão dos mecanismos cerebrais fundamentais e satisfazer as necessidades de melhoria da saúde cerebral da população. Compreender o desenvolvimento cerebral e o envelhecimento em indivíduos saudáveis ​​é um pré-requisito para a compreensão das doenças neurológicas. A função da barreira hematoencefálica é crucial para manter a saúde do cérebro e desempenha um papel central na ocorrência e desenvolvimento das principais doenças cerebrais. No entanto, atualmente faltam valores de referência padronizados para avaliação de imagens estruturais do cérebro, e ainda menos se sabe sobre as alterações na função da barreira hematoencefálica em populações saudáveis. Isto dificulta significativamente a compreensão da saúde do cérebro, a patologia das principais doenças cerebrais e a capacidade de fazer diagnósticos e tratamentos precoces e individualizados. Além disso, embora a ressonância magnética funcional (fMRI) tenha se tornado uma ferramenta essencial de pesquisa em neurociências, sua aplicação clínica ainda está repleta de dificuldades, principalmente devido à falta de métodos de avaliação quantitativa padronizados. Em 2022, foram estabelecidos conjuntos de dados internacionais que abrangem a vida humana, e as curvas percentuais construídas revelaram padrões populacionais de desenvolvimento cerebral e diferenças individualizadas, oferecendo uma ferramenta padronizada promissora para avaliar a saúde e as doenças cerebrais. No entanto, as caracterizações de imagens cerebrais existentes ainda apresentam algumas limitações: (1) a falta de valores de referência normais para estruturas de imagens cerebrais na população chinesa; (2) a ausência de gráficos indicadores de função cerebral, como conectividade funcional e perfusão do fluxo sanguíneo cerebral, especialmente no que diz respeito ao papel crítico das alterações da barreira hematoencefálica na transformação de doenças cerebrais importantes; (3) O valor da aplicação dos gráficos cerebrais no diagnóstico e tratamento das principais doenças cerebrais carece de investigação sistemática. Portanto, a construção de gráficos de imagens de estrutura e função cerebral (valores de referência normais) para a população chinesa é imperativa e representa uma questão científica e clínica urgente que precisa ser abordada.

Estabelecimento do banco de dados de neuroimagem da população normal chinesa: Os investigadores pretendem estabelecer a maior coorte de pesquisa de neuroimagem na China, composta por 10.000 participantes, com uma ampla faixa etária (6 a 90 anos), distribuição equilibrada de gênero e representação de mais de 30 centros em todo o país, garantindo uma distribuição equilibrada de dispositivos de digitalização. Usando métodos federados de aprendizado de máquina, o estudo abordará questões de privacidade e segurança de dados. Este projeto inclui principalmente: ① Coleta retrospectiva de dados de neuroimagem de 5.000 participantes em todo o país, com foco principalmente em imagens 3DT1WI e 3DFLAIR, e também na coleta de informações demográficas básicas, estado de saúde e avaliações neuropsicológicas. ② Uma coorte prospectiva de neuroimagem de 5.000 participantes da população normal chinesa, incluindo sequências de imagens multimodais (3DT1WI, 3DFLAIR, DKI, ASL, VEXI e fMRI em estado de repouso), juntamente com informações demográficas detalhadas, avaliações neuropsicológicas, questionários padronizados e informações básicas exames físicos. Dados de neuroimagem multimodal e avaliações neuropsicológicas serão coletados em dois acompanhamentos (intervalos de 1 ano e 2 anos). Entre as imagens cerebrais multimodais coletadas, o método que reflete a permeabilidade da barreira hematoencefálica é a ressonância magnética de troca de água vascular (VEXI), que usa moléculas de água como traçadores internos naturais para medir a função da barreira hematoencefálica.

Estabelecimento de gráficos de estrutura e função cerebral para a população normal chinesa: Com base em dados retrospectivos e prospectivos de neuroimagem da população normal chinesa, métodos de modelagem padronizados (incluindo modelos mistos aditivos generalizados [GAMLSS] e regressão de processo gaussiano [GPR]) serão usados ​​para criar gráficos cerebrais estruturais. Esses gráficos incluirão: ① Volumes cerebrais inteiros (Volume da substância cinzenta [GMV], Volume da substância branca [WMV], Volume intracraniano total [TIV], etc.), os volumes de 148 regiões cerebrais e volumes dos núcleos subcorticais. ② Tratos de fibras de substância branca (48 tratos de fibras de substância branca e métricas de difusão, incluindo anisotropia fracionária [FA], curtose média [MK], difusividade média [MD], etc.) e gráficos cerebrais funcionais, que incluem: ① Barreira hematoencefálica permeabilidade; ② Fluxo sanguíneo cerebral (FSC); ③ Indicadores locais de atividade cerebral (Homogeneidade Regional [ReHo], Amplitude de Flutuações de Baixa Frequência [ALFF], etc.); ④ Conectividade funcional global; e ⑤ Análise de redes cerebrais (eficiência local e global), entre outras.